Sebuah gen yang menentukan apakah gigi tumbuh normal atau tidak ternyata bisa “dimatikan” secara diam-diam oleh sel tempat gen itu hidup. Itulah inti temuan mengejutkan dari penelitian yang dilakukan oleh drg. Trianna Wahyu Utami, M.D.Sc., Ph.D., bersama tim peneliti dari Universitas Tokushima, Jepang, yang dipublikasikan dalam The Indonesian Journal of Dental Research pada 2011. Penelitian ini mengungkap bagaimana gen Sp6, yang berperan penting dalam pembentukan gigi, mengalami “pembungkaman” secara bertahap di dalam sel epitel gigi selama kultur jangka panjang di laboratorium — sebuah fenomena yang membuka pertanyaan besar tentang bagaimana gigi kita terbentuk sejak dalam kandungan.
Satu Gen, Banyak Nasib Gigi
Untuk memahami mengapa temuan ini penting, perlu diketahui dulu apa itu gen Sp6. Gen ini, yang juga dikenal sebagai epiprofin, pertama kali ditemukan pada sel epitel gigi. Ia termasuk dalam keluarga faktor transkripsi SP/KLF, semacam “pengatur lalu lintas” yang menentukan gen mana yang aktif dan mana yang tidak di dalam sel.
Perannya dalam pembentukan gigi tidak bisa dianggap kecil. Tikus yang tidak memiliki gen Sp6 menunjukkan serangkaian kelainan gigi yang serius: gigi seri terlambat tumbuh, muncul gigi berlebih (supernumerary teeth), hingga email gigi yang tidak terorganisasi dengan baik. Selain itu, tikus tersebut juga mengalami kerontokan rambut, kelainan paru-paru, dan cacat pada tungkai. Singkatnya, Sp6 adalah gen yang bekerja lintas jaringan, dan kegagalannya berdampak luas.
Pertanyaannya: bagaimana gen sepenting ini bisa tiba-tiba kehilangan fungsinya?
Misteri di Balik Sel yang Diam
Tim peneliti, termasuk drg. Trianna Wahyu Utami, membangun sistem eksperimen menggunakan sel epitel gigi yang disebut sel C9 — sel yang sudah direkayasa agar menghasilkan protein SP6 dalam jumlah tinggi. Pada awal kultur (passage ke-7 atau P7), sel ini memang rajin memproduksi protein SP6. Namun, seiring berjalannya waktu dan bertambahnya jumlah passage sel, produksi protein itu merosot drastis. Pada passage ke-28, produksinya sudah jauh berkurang. Pada passage ke-50, protein SP6 nyaris tidak terdeteksi sama sekali.
Yang membingungkan para peneliti: mRNA Sp6 — yaitu “pesan” genetik yang seharusnya diterjemahkan menjadi protein — masih terdeteksi sepanjang semua passage. Artinya, gen itu masih “berbicara”, tapi proteinnya tidak muncul. Ada sesuatu yang memotong rantai antara pesan dan produk.
“Temuan ini mengindikasikan bahwa ekspresi protein SP6 dan mRNA-nya diatur secara independen di sel C9, melalui mekanisme yang berbeda dari sekadar inaktivasi promoter CMV oleh metilasi DNA.”
Inilah yang mendorong tim untuk menyelidiki kemungkinan adanya regulasi epigenetik, yaitu perubahan pada cara gen dibaca tanpa mengubah urutan DNA itu sendiri.
Ketika “Saklar Kimia” Mencoba Melawan Pembungkaman
Untuk menguji hipotesis ini, peneliti menggunakan dua senyawa kimia. Pertama adalah 5-aza-2′-deoxycytidine (5AC), penghambat enzim DNA metiltransferase yang bertugas menambahkan “tanda bungkam” pada DNA. Kedua adalah valproic acid (VPA), penghambat histon deasetilase yang mengatur seberapa rapat DNA digulung di dalam sel.
Hasilnya menarik sekaligus rumit. Pada P7 dan P28, kedua senyawa ini berhasil meningkatkan atau memunculkan kembali protein SP6 — tanpa harus meningkatkan kadar mRNA terlebih dahulu. Ini menunjukkan bahwa ada mekanisme di tingkat translasi atau stabilitas protein yang turut dipengaruhi oleh status epigenetik sel.
Namun pada P50, bahkan kedua senyawa itu pun tidak mampu memunculkan kembali protein SP6. Yang terjadi hanya peningkatan mRNA eksogen Sp6 lebih dari tiga kali lipat — sementara proteinnya tetap tidak terdeteksi. Sel tampaknya sudah mencapai titik di mana pembungkaman bersifat lebih permanen, dan mekanisme lain di luar metilasi DNA pun ikut berperan.
Para peneliti menyimpulkan bahwa ada beberapa lapis mekanisme epigenetik yang bekerja bersamaan: metilasi DNA pada promoter CMV yang semakin menguat seiring passage, modifikasi histon, dan kemungkinan keterlibatan RNA non-koding seperti microRNA yang memblokir proses translasi.
Dari Sel Laboratorium ke Pemahaman Pembentukan Gigi
Apa makna semua ini bagi dunia kedokteran gigi? Penelitian ini memberikan perspektif baru tentang bagaimana ekspresi Sp6 diatur secara ketat selama perkembangan gigi. Dalam kondisi normal di dalam tubuh, regulasi yang presisi ini kemungkinan besar menjadi kunci mengapa gigi tumbuh pada waktu yang tepat, dengan bentuk yang benar, dan berhenti tumbuh setelah mencapai ukuran yang seharusnya.
Kelainan pada regulasi ini, entah karena gangguan epigenetik akibat faktor lingkungan atau nutrisi selama kehamilan, berpotensi menjadi salah satu penyebab anomali perkembangan gigi pada manusia. Supernumerary teeth, hipoplasia email, atau keterlambatan erupsi gigi sulung — semua itu mungkin memiliki akar pada gangguan mekanisme yang kini mulai terungkap.
Penelitian drg. Trianna Wahyu Utami dan tim membuka jalan bagi studi lanjutan yang lebih dalam: apakah Sp6os, transkrip antisens dari gen Sp6, ikut mengatur ekspresi protein SP6 di sel epitel gigi? Bagaimana interaksi protein SP6 dengan protein lain memengaruhi stabilitasnya? Pertanyaan-pertanyaan ini kini menunggu untuk dijawab, satu eksperimen demi satu eksperimen.
Gigi yang tumbuh normal mungkin tampak sederhana. Tapi di baliknya, ada orkestra molekuler yang jauh lebih kompleks dari yang bisa kita bayangkan.
Penulis: drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes, Hazra Alifia Muharam
Foto: Freepik
