Studi yang terbit di Proceedings of the National Academy of Sciences atau PNAS menemukan bahwa kemotaksis dapat menentukan lokasi tumbuhnya folikel rambut pada mamalia. Mekanisme ini mampu membentuk susunan folikel pada kulit embrio tanpa harus memakai sistem biologis yang lebih rumit.
Hasil simulasi tim Université de Genève menunjukkan pola folikel pada tikus laboratorium dapat direplikasi secara akurat. Model yang sama juga mampu menghasilkan susunan folikel tikus berduri Acomys dimidiatus, yang punya pola jauh lebih teratur.
Gerak Sel Mengikuti Sinyal Kimia
Kemotaksis adalah proses saat sel bergerak mengikuti perbedaan konsentrasi zat kimia di sekitarnya. Proses serupa juga membantu mengarahkan sel darah putih menuju area peradangan dalam sistem kekebalan tubuh.
Dalam pembentukan rambut, sel pada lapisan dermis merespons sinyal kimia penarik yang dilepaskan epidermis. Epidermis merupakan lapisan terluar kulit yang terus mengirimkan sinyal ketika kulit embrio bertumbuh.
Tim yang dipimpin Athanasia Tzika bersama Profesor Michel Milinkovitch membuat model matematika untuk melacak respons sel dermis itu. Simulasi komputer lalu menguji bagaimana interaksi sinyal epidermis dan pergerakan sel dapat menyusun titik-titik calon folikel.
Folikel rambut mulai terbentuk jauh sebelum mamalia lahir. Titik-titik awal tersebut kemudian dapat tersusun dalam pola geometris yang berbeda pada tubuh berbagai spesies.
Berbeda dari Model Lama
Selama ini, pembentukan folikel pada tikus laboratorium Mus musculus banyak dijelaskan melalui model ekspansi-induksi. Model itu menyebut setiap titik awal folikel atau placode mengirimkan sinyal kimia yang menghambat folikel lain tumbuh terlalu dekat.
Menurut penjelasan tersebut, area di sekitar placode menjadi steril sementara akibat pengaruh sinyal kimia. Saat kulit embrio membesar, jarak antartitik ikut melebar sehingga placode baru dapat muncul di luar jangkauan sinyal penghambat.
Namun, model ekspansi-induksi belum sepenuhnya menjelaskan keragaman susunan rambut, bulu, dan sisik pada mamalia. Perbedaan pola antarspesies dinilai terlalu luas bila hanya diterangkan oleh satu sistem penghambatan yang seragam.
Pengujian pada tikus berduri menjadi bagian penting dalam penelitian ini karena spesies tersebut memiliki pola folikel yang kuat dan sangat teratur. Bentuk geometrisnya sebelumnya sulit diterangkan memakai model ekspansi-induksi.
Para peneliti memakai data pemindaian tiga dimensi kulit embrio tikus berduri untuk menyesuaikan simulasi. Mereka juga memasukkan karakter biokimia dan laju pertumbuhan kulit spesies itu ke dalam model.
Satu Dasar untuk Pola yang Beragam
Simulasi pada tikus berduri kembali memperlihatkan bahwa kemotaksis dapat mereproduksi susunan folikel secara tepat. Temuan ini menunjukkan satu proses dasar bisa bekerja pada mamalia dengan karakter mantel yang berbeda.
Variasi pada kekuatan sinyal kimia, interaksi antarsel, dan dinamika pertumbuhan jaringan kulit dapat menghasilkan bentuk anatomi yang berlainan. Artinya, keragaman rambut, bulu, serta sisik tidak selalu memerlukan cetak biru biologis terpisah bagi setiap spesies.
