Sebuah temuan tak terduga muncul dari laboratorium biologi molekuler di Universitas Tokushima, Jepang. drg. Ivan Arie Wahyudi, M.Kes., Ph.D., bersama tim penelitinya, berhasil mengungkap bahwa gen Sp6, yang dikenal sebagai pengatur penting dalam proses pembentukan gigi pada tikus, ternyata memiliki tidak hanya satu, melainkan tiga wilayah promoter yang berbeda. Salah satunya ditemukan di lokasi yang sama sekali tidak terduga: di dalam intron, segmen DNA yang selama ini dianggap sebagai “bagian yang tidak dikodekan.” Penelitian ini dipublikasikan dalam The Indonesian Journal of Dental Research pada tahun 2010, menjadikannya salah satu kontribusi awal ilmuwan Indonesia dalam pemetaan mekanisme genetik pembentukan gigi.
Gen Kecil dengan Peran Besar dalam Pembentukan Gigi
Untuk memahami mengapa temuan ini penting, ada baiknya memulai dari dasar. Setiap gigi yang tumbuh di dalam mulut kita bukan proses sederhana. Ia melibatkan rangkaian komunikasi rumit antara dua lapisan jaringan: epitel dental (lapisan luar yang nantinya membentuk email gigi) dan mesenkim (jaringan dalam yang membentuk dentin dan pulpa). Keduanya saling “berbicara” melalui sinyal molekuler.
Di tengah percakapan molekuler itu, gen Sp6 berperan sebagai salah satu koordinator utama. Gen ini menghasilkan protein SP6, anggota keluarga faktor transkripsi SP/Krüppel-like. Tikus yang gen Sp6-nya dihapus menunjukkan kelainan pada gigi, rambut, dan tunas anggota badan. Dalam studi sebelumnya, tim yang sama juga menemukan bahwa ekspresi berlebihan gen Sp6 pada sel ameloblas (sel penghasil email gigi) menghambat ekspresi gen follistatin, menunjukkan bahwa Sp6 punya target spesifik dalam proses pembentukan email gigi.
Namun, pertanyaan yang lebih mendasar belum terjawab: bagaimana ekspresi gen Sp6 itu sendiri dikendalikan? Di sinilah penelitian drg. Ivan dan timnya masuk.
Membedah “Saklar” Genetik Gen Sp6
Tim peneliti menggunakan teknik 5′ RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) pada RNA yang diekstraksi dari mandibula embrio tikus berusia 18,5 hari. Hasilnya mengejutkan. Mereka menemukan dua ujung awal yang berbeda pada transkrip Sp6, yang kemudian dinamai exon 1a dan exon 1b, masing-masing dikendalikan oleh promoter pertama dan promoter kedua.
Yang membuat temuan ini menonjol adalah perbedaan aktivitas di antara keduanya. Ketika diuji menggunakan luciferase reporter assay (metode standar untuk mengukur aktivitas promoter gen, di mana semakin terang cahaya yang dihasilkan, semakin aktif promoter tersebut), promoter pertama hanya menghasilkan aktivitas lemah. Sebaliknya, promoter kedua menunjukkan aktivitas jauh lebih kuat, mencapai 82 hingga 129 kali lipat dibandingkan kontrol, khususnya pada sel epitel dental.
“Temuan kami dapat memberikan pemahaman baru tentang mekanisme regulasi ekspresi gen Sp6 dan menghubungkan regulasi sitokin dengan interaksi induktif antara epitel dan mesenkim.” — drg. Ivan Arie Wahyudi, M.Kes., Ph.D., dan tim, dalam makalah penelitian
Lalu datanglah kejutan yang tidak direncanakan. Saat tim menganalisis intron 2 (bagian DNA yang secara konvensional dianggap tidak aktif dalam pengkodean protein), mereka mendeteksi aktivitas promoter yang signifikan. Konstruk yang hanya berisi wilayah intron 2 masih menunjukkan aktivitas sekitar 110 kali lipat, kira-kira sepertiga dari aktivitas promoter tertinggi yang diukur. Inilah yang mereka sebut sebagai promoter ketiga yang potensial.
Sinyal BMP dan Wnt: Penguat dari Luar
Temuan tidak berhenti di peta promoter. Tim juga menguji bagaimana dua sitokin kunci dalam perkembangan gigi, yaitu BMP2 (bone morphogenetic protein 2) dan Wnt1 (wingless), memengaruhi aktivitas promoter Sp6.
Hasilnya memperkuat gambaran yang semakin kompleks. Perlakuan BMP2 pada sel G5 meningkatkan kadar mRNA Sp6 hingga enam kali lipat, sementara Wnt1 meningkatkannya sekitar 2,5 kali lipat. Lebih menarik lagi, respons terhadap BMP2 hanya terdeteksi pada konstruk yang mengandung promoter ketiga, sementara Wnt1 memengaruhi baik promoter kedua maupun ketiga. Ini menunjukkan bahwa setiap promoter memiliki “kepekaan” berbeda terhadap sinyal dari luar sel.
Temuan ini memperkuat hubungan langsung antara jalur sinyal BMP dan Wnt, yang selama ini dikenal sebagai pemain utama dalam interaksi epitel-mesenkim, dengan pengaturan transkripsi Sp6 selama pembentukan gigi.
Jendela Baru Menuju Biologi Gigi
Penelitian ini belum selesai sepenuhnya. Tim mengakui bahwa konfirmasi definitif promoter ketiga masih memerlukan identifikasi titik awal transkripsi yang tepat (transcription start sites), sebuah pekerjaan rumah yang tersisa untuk studi lanjutan. Pertanyaan tentang mengapa promoter pertama menunjukkan aktivitas lemah pada sel epitel dental juga masih terbuka, dengan beberapa kemungkinan penjelasan mulai dari status epigenetik sel hingga ketiadaan faktor transkripsi spesifik seperti Ctip2/Bcl11b.
Namun, kontribusi penelitian ini sudah nyata. Peta regulasi gen Sp6 yang dihasilkan membuka jalan untuk memahami mengapa kelainan perkembangan gigi terjadi pada tingkat molekuler. Pada akhirnya, pemahaman tentang bagaimana gen “menyalakan” dan “mematikan” dirinya sendiri selama pembentukan gigi adalah fondasi dari kedokteran gigi regeneratif masa depan, di mana mungkin suatu saat gigi yang hilang bisa ditumbuhkan kembali bukan dari bahan buatan, melainkan dari instruksi genetik tubuh itu sendiri.
Penulis: drg. Achmad Zam Zam Aghasy, M.Kes, Hazra Alifia Muharam
Foto: Freepik
