Sel-sel dari satu organisme membawa set DNA yang hampir sama, tetapi bekerja secara berbeda. Hal ini terutama terlihat di otak: berbagai wilayahnya mengaktifkan gen yang berbeda dan bertanggung jawab atas tugas yang berbeda. Salah satu peran kunci di sini dimainkan oleh modifikasi kimia DNA dan RNA—semacam penanda yang memengaruhi cara sel membaca informasi genetik.
Masalahnya adalah bahwa jaringan sering dianalisis sebagai sampel tunggal untuk waktu yang lama. Pendekatan ini nyaman, tetapi menghapus perbedaan penting antara area yang berdekatan.
Bayangkan sebuah arsip kuno di mana setiap gulungan ditandai dengan simbol yang hanya terlihat di bawah cahaya khusus. Tanda-tanda ini memberi petunjuk cara membaca teks. DREAMS bekerja seperti itu: ia menyoroti fitur molekuler sel dan menunjukkan di mana sinyal yang terkait dengan pembacaan informasi genetik didistribusikan dalam jaringan. Ini bukan sekadar alat teknis baru—ia dapat membantu mempelajari penyakit epigenetik dengan cara baru.
Metode DREAMS—DNA RNA Elements Areal Mass Spectrometry—dipresentasikan dalam jurnal Nature Cell Biology. Ia menambahkan dimensi spasial pada data molekuler. Dasarnya adalah pencitraan spektrometri massa: aliran tetesan mikro bermuatan mengekstrak molekul dari permukaan irisan tipis jaringan, setelah itu instrumen menentukan komposisinya.
Para peneliti tertarik pada nukleosida termodifikasi bebas—produk degradasi dan pembaruan DNA dan RNA. Distribusinya dapat secara tidak langsung menunjukkan status modifikasi yang sesuai. Namun, DREAMS tidak menunjukkan penanda secara langsung pada bagian molekul tertentu dan tidak menggantikan sekuensing. Kekuatannya terletak di tempat lain: metode ini memungkinkan dengan cepat menemukan area dengan profil molekuler yang tidak biasa dan memilihnya untuk analisis yang lebih rinci.
Ketika DREAMS diterapkan pada otak tikus, ia mengungkapkan heterogenitas yang mencolok. Berbagai area otak mengandung set nukleosida termodifikasi yang berbeda, termasuk 5-metilsitosin dan senyawa yang lebih langka. Akibatnya, gambaran rata-rata seluruh jaringan terpecah menjadi beberapa lanskap molekuler yang independen.
Data yang sangat menarik diperoleh dari hewan dengan fungsi enzim keluarga TET yang terganggu. Enzim-enzim ini terlibat dalam transformasi bentuk termodifikasi sitosin dan membantu mengatur keadaan epigenetik DNA. Namun, DREAMS menunjukkan perubahan tidak hanya pada modifikasi DNA, tetapi juga pada N¹-metiladenosin (m¹A)—senyawa yang terutama terkait dengan RNA.
Perubahan tingkat m¹A disertai dengan perubahan transkriptom. Ini menunjukkan kemungkinan hubungan antara proses yang bergantung pada TET1 dan regulasi RNA. Dengan kata lain, batas antara epigenomik dan epitranskriptomik mungkin tidak sejelas yang diperkirakan.
Namun, terlalu dini untuk menarik kesimpulan yang terlalu luas. Hasilnya tidak membuktikan bahwa TET1 secara universal mengatur modifikasi RNA. Penelitian ini terutama dilakukan pada jaringan tikus, dan sinyal DREAMS sendiri tidak menunjukkan hubungan sebab-akibat. Ada juga keterbatasan teknis: molekul dengan sifat yang mirip kadang sulit dibedakan, dan modifikasi langka mungkin berada di bawah ambang deteksi. Oleh karena itu, data yang diperoleh perlu dikonfirmasi dengan sekuensing dan metode lainnya.
Manfaat terbesar DREAMS mungkin akan diperoleh ketika dikombinasikan dengan transkriptomik, pemetaan tipe sel, dan teknologi biologi spasial lainnya. Pendekatan terpadu semacam itu akan memungkinkan menghubungkan perubahan molekuler tidak hanya dengan organ secara keseluruhan, tetapi dengan area jaringan tertentu dan lingkungan selulernya.
DREAMS mencerminkan pergeseran umum dalam biologi modern—dari pengukuran rata-rata ke peta spasial yang terperinci. Sekarang penting untuk mengetahui tidak hanya apa yang berubah dalam DNA, epigenom, atau RNA, tetapi juga di mana tepatnya hal itu terjadi. Metode ini dengan jelas menunjukkan: bahkan satu jaringan dapat terdiri dari banyak lanskap molekuler yang berbeda, yang sepenuhnya hilang ketika menganalisis sampel rata-rata.
