Ilmuwan Ciptakan Embrio Tikus Berkaki 6 Tanpa Alat Kelamin, Buat Apa?

Embrio tikus normal (kiri), di samping embrio berkaki enam tanpa alat kelamin (kanan). Foto: Nature Communications

Ilmuwan berhasil menciptakan embrio tikus berkaki enam dengan anggota tubuh tambahan sebagai pengganti alat kelamin. Mungkin terdengar seperti fiksi ilmiah, tapi makhluk aneh yang juga memiliki organ dalam di luar tubuhnya ini diciptakan lewat serangkaian penelitian yang belum pernah dilakukan sebelumnya dan berhasil mengungkap bagaimana struktur 3D DNA dapat memengaruhi perkembangan embrio.

Diterbitkan di jurnal Nature Communications, semuanya dimulai ketika ahli biologi perkembangan Moisés Mallo dan rekannya mempelajari Tgfbr1–protein reseptor yang sangat penting dalam perkembangan embrio.

Tim menonaktifkan gen yang bertanggung jawab untuk memproduksi protein pada embrio tikus yang berada pada tahap perkembangan dengan tujuan untuk menyelidiki bagaimana perubahan ini memengaruhi perkembangan sumsum tulang belakang.

Mereka menemukan sesuatu yang tak terduga: salah satu embrio hasil rekayasa genetik memiliki dua kaki tambahan yang muncul di tempat yang seharusnya diisi oleh alat kelamin.

Tikus berkaki enam tanpa alat kelamin hasil rekayasa genetik. Foto: Nature Communications

Pada masa perkembangan embrio, tubuh dibentuk secara bertahap, dimulai dari kepala hingga berakhir di ekor. Pada tahap transisi pertama, terjadi peralihan dari perkembangan kepala ke batang tubuh; dan yang kedua dari batang hingga ekor. Transisi terakhir ini melibatkan reorganisasi pada struktur embrio.

Tgfbr1 diketahui memainkan peran penting dalam transisi batang ke ekor, dan juga dalam mengendalikan pembentukan kaki belakang dan alat kelamin luar. Selain itu, pada sebagian besar hewan berkaki empat, alat kelamin luar dan anggota belakang berkembang dari struktur awal (primordial) yang sama.

Saat menyelidiki fenomena tikus berkaki enam, Mallo dan rekan penulisnya menemukan Tgfbr1 membantu menentukan apakah sebuah struktur menjadi alat kelamin atau anggota tubuh. Mereka menyadari, ini terjadi dengan mengubah cara lipatan DNA dalam struktur sel. Akibatnya, penonaktifan protein mengubah ekspresi gen lain, di mana dalam kasus ini adanya tambahan anggota tubuh dan membuat tikus tidak memiliki alat kelamin.

Peneliti berharap bisa mengeksplorasi lebih jauh Tgfbr1, untuk mengetahui apakah Tgfbr1 dapat mengubah struktur DNA di sistem lain, dan apakah Tgfbr1 memiliki peran dalam pengembangan penis ganda reptil yang dikenal sebagai hemipenis.

“Pekerjaan kami mengungkapkan plastisitas jaringan yang luar biasa dengan implikasi potensial dalam evolusi area tungkai belakang/genital tetrapoda [vertebrata berkaki empat], dan mengidentifikasi mekanisme tambahan untuk aktivitas Tgfbr1 yang mungkin berkontribusi pada pengendalian proses fisiologis atau patologis lainnya,” papar peneliti dalam makalah mereka sebagaimana dikutip IFLScence.