Studi baru mengungkapkan bahwa mitokondria mendiversifikasi peran energi dan sintesis molekuler dalam kondisi nutrisi rendah

Para peneliti menemukan ‘pembagian kerja’ antara mitokondria, di mana subkelompok dalam sel mengkhususkan diri dalam peran berbeda ketika nutrisi langka. Craig Thompson, ahli biologi sel dari Memorial Sloan Kettering Cancer Center, tim mengamati bahwa beberapa mitokondria dalam sel yang kekurangan nutrisi fokus pada produksi energi, sementara yang lain beralih ke sintesis molekul yang diperlukan untuk perbaikan sel dan produksi protein. Spesialisasi yang baru ditemukan ini dapat memainkan peran penting dalam cara sel merespons cedera dan beradaptasi dengan kondisi nutrisi rendah.

Mitokondria: melampaui produksi energi

Studi ini dipublikasikan di jurnal Nature. Mitokondria secara tradisional dikenal memproduksi adenosin trifosfat (ATP), molekul yang menjadi bahan bakar sebagian besar proses seluler. Namun, mereka juga terlibat dalam pembentukan asam amino yang diperlukan untuk membangun protein dan biomolekul lainnya. Di lingkungan yang terbatas sumber dayanya, seperti ketika aliran darah berkurang karena cedera, mitokondria mungkin menghadapi keterbatasan dalam mendukung produksi energi dan sintesis molekul pada saat yang bersamaan. Tim peneliti Dr. Thompson berusaha memahami bagaimana sel memprioritaskan fungsi-fungsi ini dalam kondisi ini.

Adaptasi mitokondria pada sel tikus

Para peneliti menumbuhkan sel tikus dalam kondisi yang memaksa mereka hanya mengandalkan produksi ATP mitokondria, sehingga membatasi sumber energi alternatif. Tanpa diduga, mitokondria terus memproduksi asam amino, menunjukkan adanya mekanisme adaptif khusus. Enzim kunci yang disebut P5CS telah diidentifikasi aktif dalam proses ini. Ditemukan Hanya di beberapa mitokondria P5CS memungkinkan sintesis asam amino dengan berkumpul di organel tertentu. Modifikasi genetik yang mencegah perakitan ini mencegah produksi asam amino, sehingga menunjukkan peran penting P5CS dalam pembagian kerja.

Implikasinya bagi penelitian dan penyembuhan kanker

Hasil penelitian ini dapat memberikan wawasan tentang bagaimana sel-sel kanker yang kekurangan nutrisi dapat mempertahankan pertumbuhan, karena beberapa sel kanker pankreas manusia juga menunjukkan mitokondria khusus dengan kelompok P5CS. Samantha Lewis, ahli biologi mitokondria di University of California, Berkeley, mengomentari penelitian ini, dan mencatat bahwa penelitian ini memberikan model untuk mempelajari keanekaragaman mitokondria. Dr Martin Pickard, ahli biologi mitokondria di Universitas Columbia, menekankan perlunya melakukan lebih banyak penelitian untuk mengevaluasi pentingnya spesialisasi ini dalam organisme hidup, karena penelitian ini dilakukan pada sel yang dikultur.