Studi baru mengungkap lebih dari 200 enzim metabolisme yang menempel langsung pada DNA manusia di dalam nukleus sel, menantang pandangan tradisional tentang proses seluler. Enzim-enzim ini membentuk pola unik di berbagai jaringan dan kanker, yang digambarkan sebagai 'sidik jari metabolisme nukleus'. Penemuan ini menunjukkan hubungan antara metabolisme dan regulasi gen yang dapat memengaruhi perkembangan dan pengobatan kanker.
Ilmuwan telah mengidentifikasi lebih dari 200 enzim metabolisme yang terikat pada kromatin, kemasan DNA, di dalam nukleus sel manusia. Temuan ini, yang diterbitkan di Nature Communications pada 9 Maret 2026, menunjukkan bahwa enzim yang biasanya terkait dengan produksi energi di mitokondria hadir di nukleus di berbagai jenis sel. The research team, led by Dr. Sara Sdelci at the Centre for Genomic Regulation, used a technique to isolate proteins attached to chromatin. They analyzed 44 cancer cell lines and 10 healthy cell types from ten tissues. About 7 percent of chromatin-bound proteins were metabolic enzymes, indicating a potential 'mini metabolism' in the nucleus. Patterns of these enzymes vary by tissue and cancer type. For instance, enzymes involved in oxidative phosphorylation, a key energy-generating process, were common in breast cancer cells but absent in lung cancer cells. This trend held in patient tumor samples, highlighting tissue-specific nuclear metabolism. Tim penelitian, yang dipimpin oleh Dr. Sara Sdelci di Centre for Genomic Regulation, menggunakan teknik untuk mengisolasi protein yang menempel pada kromatin. Mereka menganalisis 44 garis sel kanker dan 10 jenis sel sehat dari sepuluh jaringan. Sekitar 7 persen protein yang terikat pada kromatin adalah enzim metabolisme, yang menunjukkan potensi 'mini metabolisme' di nukleus. Pola enzim-enzim ini bervariasi menurut jaringan dan jenis kanker. Misalnya, enzim yang terlibat dalam fosforilasi oksidatif, proses penghasil energi utama, umum ditemukan di sel kanker payudara tetapi tidak ada di sel kanker paru-paru. Tren ini juga terlihat pada sampel tumor pasien, menyoroti metabolisme nukleus yang spesifik jaringan. “Kami selama ini memperlakukan metabolisme dan regulasi genom sebagai dua alam semesta yang terpisah, tetapi penelitian kami menunjukkan bahwa mereka saling berbicara, dan sel kanker mungkin memanfaatkan percakapan ini untuk bertahan hidup,” kata Dr. Savvas Kourtis, penulis pertama studi tersebut. Eksperimen mengungkap bahwa enzim tertentu, seperti yang untuk sintesis dan perbaikan DNA, berkumpul di dekat kromatin yang rusak untuk membantu perbaikan genom. Enzim IMPDH2, misalnya, mendukung stabilitas genom ketika berada di nukleus tetapi memengaruhi jalur berbeda di sitoplasma. “Banyak dari enzim-enzim ini mensintesis blok bangunan esensial kehidupan, dan lokalisasi nukleusnya terkait dengan perbaikan DNA,” catat Dr. Sdelci. “Kehadirannya di nukleus mungkin secara langsung membentuk bagaimana sel kanker merespons stres genotoksik, ciri khas dari banyak pengobatan kemoterapi.” Studi ini menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana enzim besar memasuki nukleus meskipun ada batasan ukuran di pori nukleus, dan apakah semua enzim yang diamati aktif di sana. Peneliti menyarankan bahwa metabolisme nukleus ini dapat menjelaskan respons kanker yang bervariasi terhadap terapi yang menargetkan metabolisme atau perbaikan DNA, yang berpotensi menginformasikan diagnostik dan pengobatan di masa depan.
