Ilmuwan Mengidentifikasi Protein OMC1 yang Membantu Sel Telur Tikus Menjaga Kromosom Tetap Terhubung

Ketiadaan Protein Membuat Sel Telur Tikus Muda Menunjukkan Tanda-Tanda Penuaan

Peneliti Jepang telah mengidentifikasi protein bernama OMC1 yang membantu sel telur tikus mempertahankan hubungan antarkromosom yang diperlukan untuk reproduksi yang berhasil. Ketika peneliti menghilangkan protein tersebut, sel telur yang masih muda pun mengalami hubungan yang melemah dan kesalahan pemisahan kromosom yang menyerupai kondisi pada sel telur yang lebih tua.

Studi yang diterbitkan di Nature Aging pada 29 Oktober 2026 ini melibatkan peneliti dari Chiba University, Kumamoto University, dan RIKEN. Pada 30 Oktober, RIKEN mengumumkan temuan tersebut dalam pengumuman penelitian OMC1, yang menguraikan protein yang mencegah hilangnya kohesin REC8, kompleks yang menyatukan salinan kromosom.

OMC1 adalah singkatan dari Oocyte Meiotic Chromosome protein 1. Oosit adalah sel telur yang belum matang. Kromosomnya harus tetap terhubung dengan benar selama jeda panjang dalam perkembangannya, sebelum sel tersebut melanjutkan pembelahan yang diperlukan untuk menghasilkan sel telur matang.

Peneliti juga melakukan eksperimen pemulihan: mengembalikan OMC1 pada oosit tikus dewasa memulihkan sebagian REC8 pada kromosom dan mengurangi kesalahan kromosom. Hasil ini memberi ilmuwan mekanisme pemeliharaan spesifik untuk diteliti saat mengkaji alasan kualitas sel telur menurun seiring bertambahnya usia.

Mengapa Sel Telur Membutuhkan Hubungan yang Bertahan Lama

Mamalia betina membentuk persediaan oosit sebelum lahir. Sel-sel ini memulai meiosis, proses khusus yang mengurangi jumlah kromosom untuk reproduksi, lalu berhenti di tengah proses. Pada manusia, jeda ini dapat berlangsung selama puluhan tahun.

Kromosom membawa instruksi genetik. Sebelum jeda, setiap kromosom telah disalin sehingga menghasilkan dua struktur identik yang disebut kromatid saudara. Kohesin REC8 bertindak seperti sistem pengikat molekuler yang menjaga salinan tersebut tetap terhubung hingga tahap pembelahan yang tepat.

Sel telur membutuhkan hubungan tersebut agar terlepas pada waktu yang tepat. Jika hubungan itu melemah terlalu dini, kromosom dapat terpisah secara keliru sehingga sel telur matang memiliki terlalu banyak atau terlalu sedikit kromosom.

Kohesin REC8 tidak diperbarui selama masa istirahat yang panjang ini. Kehilangannya secara bertahap dianggap sebagai salah satu penyebab utama kesalahan kromosom pada sel telur yang menua. Peneliti ingin memahami apakah oosit secara aktif melindungi persediaan kohesin yang bertahan lama ini.

Temuan mereka menempatkan OMC1 bersama REC8 dalam proses perlindungan tersebut. Menurut RIKEN, OMC1 tetap berada pada kromosom oosit bersama REC8 dan membantu mencegah kompleks itu menghilang.

Bagaimana Tim Menemukan OMC1

Profesor Kei-ichiro Ishiguro dari Graduate School of Medicine, Chiba University, memimpin penelitian ini. Tim tersebut mencakup mahasiswa doktoral Sakie Iisaka dan dosen Ryuki Shimada dari Chiba University, serta Tomoya S. Kitajima, wakil direktur sekaligus direktur tim di RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research, dan teknisi RIKEN Shuhei Yoshida.

Peneliti memulai dengan membandingkan aktivitas gen pada oosit janin yang belum matang dengan aktivitas pada sel germinal jantan, yaitu sel yang berkembang menjadi sperma. Sel germinal jantan tidak mengalami jeda panjang yang sama dengan oosit, sehingga perbandingan ini berguna untuk menemukan gen yang terkait dengan masa tunggu yang khas tersebut.

Mereka menggunakan pengurutan RNA sel tunggal, teknik yang membaca pesan RNA pada tiap sel. Pesan tersebut menunjukkan gen mana yang digunakan sebuah sel. Jika digabungkan dengan informasi dari tikus yang mengalami penundaan meiosis, analisis ini mengidentifikasi gen yang sebelumnya belum dikarakterisasi dan menjadi aktif pada oosit sesaat sebelum jeda dimulai.

Tim menamai gen tersebut Omc1 dan proteinnya OMC1. Eksperimen lanjutan menemukan protein itu di lokasi kromosom yang sama dengan kohesin REC8, mulai dari perkembangan janin hingga dewasa.

Apa yang Terjadi ketika OMC1 Dihilangkan?

Tikus yang direkayasa agar tidak memiliki Omc1 memungkinkan peneliti mengamati apa yang terjadi saat sistem pemeliharaan ini tidak ada. Begitu oositnya memasuki tahap istirahat panjang, REC8 mulai menghilang dari kromosom lebih awal daripada biasanya.

Oosit muda kemudian menunjukkan kohesi kromosom yang berkurang, yang berarti hubungan di antara salinan kromosom melemah. Oosit tersebut juga mengalami kesalahan saat membagikan kromosom selama pembelahan, menyerupai masalah yang umumnya dikaitkan dengan sel telur yang lebih tua.

Eksperimen yang diuraikan dalam laporan berbahasa Jepang juga menemukan bahwa kromosom terpisah secara tidak normal lebih awal dan proporsi sel telur yang dibuahi lalu berkembang menjadi embrio normal turun tajam. Tidak disebutkan angka persentase penurunan tersebut.

Urutan temuan ini menghubungkan perubahan molekuler dengan hasil reproduksi: hilangnya OMC1 diikuti oleh berkurangnya hubungan antarkromosom, pemisahan yang keliru, dan perkembangan embrio yang lebih buruk. Temuan ini membantu menjelaskan pentingnya mempertahankan struktur yang sudah ada dalam sel telur selama masa istirahatnya yang panjang.

Pemulihan Protein Mengurangi Kesalahan

Selanjutnya, peneliti memasukkan RNA duta yang membawa instruksi untuk membuat OMC1 ke dalam oosit yang tidak memiliki protein tersebut. RNA duta, yang sering disingkat mRNA, adalah serangkaian instruksi sementara yang dapat digunakan sel untuk menghasilkan protein tertentu.

Pemulihan OMC1 pada oosit dewasa mengembalikan sebagian jumlah REC8 yang melekat pada kromosom dan mengurangi kesalahan kromosom. Laporan berbahasa Jepang juga menjelaskan bahwa pemulihan ini menekan pemisahan dini yang terlihat saat OMC1 tidak ada.

Ishiguro, profesor Chiba University yang memimpin studi ini, menjelaskan peran OMC1 dalam pemeliharaan kromosom:

"Berdasarkan hasil ini, OMC1 sebaiknya dipandang bukan sebagai faktor yang menghentikan penuaan itu sendiri, melainkan sebagai faktor pemeliharaan yang memperpanjang masa hidup kromosom sel telur," kata Ishiguro.

Pemulihan sebagian ini memberi peneliti cara untuk mengkaji bagaimana OMC1 mempertahankan hubungan antarkromosom pada sel telur dewasa. Hal ini juga menyisakan pertanyaan praktis untuk eksperimen mendatang: seberapa banyak perlindungan yang dapat dipulihkan pada berbagai tahap kehidupan sel telur, terutama setelah kehilangan kohesin dalam jumlah besar.

Gen pada Manusia Memberi Petunjuk Lain

Manusia memiliki gen padanan dari gen tikus tersebut yang disebut CCDC201. Studi genetik terdahulu mengaitkan varian CCDC201 dengan menopause dini dan hilangnya fungsi ovarium, sehingga eksperimen pada tikus memiliki keterkaitan dengan kesehatan reproduksi manusia.

Peneliti mengkaji keterkaitan itu dengan membuat versi OMC1 tikus yang lebih pendek berdasarkan salah satu varian CCDC201 pada manusia. Protein yang lebih pendek kehilangan sebagian struktur normalnya, yang dapat memengaruhi lokasi protein di dalam sel dan kemampuannya menjalankan fungsi.

Protein tikus yang telah diubah tersebut gagal mencapai kromosom oosit dan tidak dapat memulihkan kohesi kromosom. Bersama temuan genetik pada manusia sebelumnya, hal ini menunjukkan bahwa gangguan fungsi OMC1 atau CCDC201 mungkin membantu menjelaskan sejumlah perbedaan dalam penuaan reproduksi.

Penelitian ini kini mengarah pada kajian tentang fungsi CCDC201 manusia dalam oosit dan dampak varian tertentu terhadapnya. Eksperimen pemulihan yang diuraikan di sini dilakukan pada sel tikus; belum ada pengumuman tentang pengobatan bagi pasien maupun jadwal penerapannya secara klinis.

Mengapa Kesalahan Kromosom Penting bagi Kehamilan

Sel telur biasanya harus memiliki setengah dari jumlah kromosom normal agar pembuahan dapat menggabungkannya dengan kromosom yang dibawa sperma. Meiosis mencapai pengurangan jumlah itu melalui pembelahan yang berlangsung secara berurutan dan teratur. Hubungan antarkromosom yang lemah dapat mengganggu proses tersebut.

Jumlah kromosom yang tidak normal disebut aneuploidi. Dalam reproduksi manusia, kondisi ini merupakan penyebab penting infertilitas dan keguguran dini. Sejumlah kelainan kromosom dapat menyebabkan kehamilan berlanjut dan anak lahir dengan kondisi seperti sindrom Down, yang melibatkan salinan ekstra kromosom 21.

Risiko kesalahan kromosom pada sel telur meningkat seiring bertambahnya usia ibu. Penelitian OMC1 mengidentifikasi protein yang membantu mempertahankan salah satu struktur yang dibutuhkan untuk pembagian kromosom secara akurat, sehingga penjelasannya mengarah pada proses pemeliharaan spesifik di dalam sel.

Bagi orang yang mengkhawatirkan kesuburan, perkembangan langsung dari temuan ini adalah penjelasan biologis yang lebih jelas, bukan pilihan klinis baru. Eksperimen tersebut memberi peneliti sasaran untuk mengkaji kualitas sel telur, sementara dampaknya terhadap hasil reproduksi manusia masih perlu diteliti lebih lanjut.

Studi dan Linimasa

Judul makalah tersebut adalah Oocyte-specific OMC1 is required for maintaining chromosome cohesion through reproductive life. Identifikasinya adalah DOI: 10.1038/s43587-026-01245-5. Kolaborasi ini melibatkan peneliti yang berafiliasi dengan Chiba University, Kumamoto University, RIKEN, dan Kyushu University.

Tanggal dan tahap perkembangan pentingnya adalah:

• Selama perkembangan janin, peneliti mendeteksi aktivitas Omc1 sesaat sebelum oosit memasuki tahap istirahat panjang.
• Dari masa perkembangan janin hingga dewasa, OMC1 tetap berada pada kromosom oosit bersama kohesin REC8.
• Pada oosit tikus dewasa yang tidak memiliki OMC1, pemulihan protein tersebut mengembalikan sebagian REC8 yang terkait dengan kromosom dan mengurangi kesalahan.
• 29 Oktober 2026: Studi ini diterbitkan di Nature Aging.
• 30 Oktober 2026: RIKEN mengeluarkan pengumuman tentang temuan tersebut.

Eksperimen ini menelusuri keberadaan protein selama masa ketika sel telur harus mempertahankan hubungan antarkromosom. Eksperimen tersebut juga mengaitkan keberadaan protein selama perkembangan dengan fungsinya pada oosit dewasa.

Hal yang Dapat Diteliti Selanjutnya

OMC1 memberi ilmuwan jalur spesifik untuk mengkaji mengapa kohesi kromosom bertahan lebih lama dalam kondisi tertentu dibandingkan kondisi lainnya. Eksperimen penghilangan protein menunjukkan apa yang terjadi tanpa protein tersebut, sedangkan eksperimen pemulihan menyediakan cara untuk meneliti seberapa banyak proses pemeliharaan yang dapat dipulihkan.

Ishiguro mengaitkan penelitian ini dengan meningkatnya jumlah orang yang memiliki anak pada usia lebih lanjut. Ia menjelaskan potensi manfaatnya dalam jangka panjang:

Dalam jangka panjang, temuan ini dapat berkontribusi pada pengembangan pendekatan untuk memahami, menilai, atau berpotensi mengurangi penurunan kualitas sel telur yang berkaitan dengan usia.

Temuan mengenai CCDC201 pada manusia memberi arah penelitian lain: menyelidiki bagaimana perubahan pada gen ini memengaruhi pemeliharaan kromosom dan fungsi ovarium. Untuk saat ini, hasil paling jelas adalah bahwa oosit tikus menggunakan OMC1 untuk membantu mempertahankan kohesin REC8, sehingga hubungan antarkromosom yang dibutuhkan untuk pembelahan akurat tetap terjaga.

Poin-Poin Utama

• Peneliti Jepang mengidentifikasi OMC1, protein yang membantu oosit tikus mempertahankan kohesin REC8 pada kromosomnya.
• Sel telur tikus muda yang tidak memiliki OMC1 mengalami hubungan antarkromosom yang melemah dan kesalahan pemisahan yang menyerupai kondisi pada sel telur yang lebih tua.
• Pemulihan OMC1 pada oosit tikus dewasa mengembalikan sebagian REC8 yang terkait dengan kromosom dan mengurangi kesalahan.
• Protein tikus versi pendek yang dibuat berdasarkan varian CCDC201 manusia gagal mencapai kromosom atau memulihkan hubungan antarkromosom.
• Studi ini terbit di Nature Aging pada 29 Oktober 2026, disusul pengumuman RIKEN pada 30 Oktober.
• Temuan ini membuka jalur penelitian untuk memahami penuaan sel telur; belum ada pengobatan bagi pasien yang diumumkan.