Sel-sel Otak Mampu Melakukan Perbaikan Tertentu

Sebuah studi baru menemukan bahwa otak memainkan peran penting dalam identitas dan fungsi saraf dalam organ manusia.

Kita tahu bahwa neuron tidak memiliki kemampuan untuk mereplikasi DNA mereka, jadi mereka terus-menerus bekerja untuk memperbaiki kerusakan genom mereka. Namun, sebuah studi baru oleh Salk Scientists menemukan bahwa perbaikan ini tidak acak, tetapi berfokus pada perlindungan "hotspot" genetik tertentu yang tampaknya memainkan peran penting dalam identitas dan fungsi saraf. Temuan yang diterbitkan pada 2 April 2021 ini memberikan wawasan baru tentang struktur genetik yang terlibat dalam penuaan dan neurodegenerasi, dan hal ini dapat menunjukkan pengembangan terapi baru yang potensial untuk gangguan penyakit seperti Alzheimer, Parkinson, dan demensia terkait usia lainnya. Menurut Rusty Gage (peneliti dalam penelitian ini), hal ini menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa ada bagian genom yang diprioritaskan oleh neuron dalam hal perbaikan dan para ilmuwan senang dengan potensi temuan ini untuk mengubah cara manusia memandang banyak penyakit terkait usia pada sistem saraf dan berpotensi mengeksplorasi perbaikan DNA sebagai pendekatan terapeutik.

Genetic and DNA Figures | pixabay.com

Tidak seperti sel lainnya, neuron umumnya tidak menggantikan dirinya sendiri seiring waktu, hal ini menjadikannya salah satu sel yang paling lama hidup dalam tubuh manusia, jika dibandingkan dengan sel lainnya. Umur panjang neuron membuatnya semakin penting untuk memperbaiki DNA seiring bertambahnya usia, untuk mempertahankan fungsinya selama beberapa dekade rentang hidup manusia. Namun diketahui seiring bertambahnya usia, kemampuan neuron untuk melakukan perbaikan genetik ini menurun, hal yang dapat menjelaskan mengapa orang mengembangkan penyakit neurodegeneratif terkait usia seperti Alzheimer dan Parkinson.

Lalu, bagaimana cara kita untuk menyelidiki neuron menjaga kesehatan genom? Dalam penelitian ini dikembangkan teknik baru yang mereka sebut Repair-seq. Tim peneliti menghasilkan neuron dari sel induk dan memberi mereka nukleosida sintetis dan molekul yang berfungsi sebagai blok bangunan untuk DNA. Nukleosida buatan ini dapat ditemukan melalui sekuensing DNA dan dicitrakan pada titik tertentu, hal yang menunjukkan dimana neuron menggunakannya untuk memperbaiki DNA yang dirusak oleh proses seluler normal. Dylan Reid, seorang lulusan Salk Scientists dan sekarang menjadi rekan di Vertex Ilmu farmasi mengungkapkan bahwa apa yang dilihat pada penelitian ini adalah area perbaikan yang sangat tajam dan terdefinisi dengan baik, dimana area ini sangat terfokus lebih tinggi secara substansial. Protein yang berada di 'hot spot' ini terlibat dalam penyakit neurodegeneratif, dan situs tersebut juga terkait dengan penuaan yang terjadi pada manusia.

Neuron Sel | Pixabay.com

Para penulis menemukan sekitar 65.000 “hotspot” yang menutupi sekitar 2 persen dari genom saraf dan mereka kemudian menggunakan pendekatan proteomik untuk mendeteksi protein apa yang ditemukan di hotspot ini, dimana hal ini melibatkan banyak protein terkait penyambungan. Banyak dari titik ini tampaknya cukup stabil ketika sel dirawat dengan agen perusak DNA, dan hot spot perbaikan DNA yang paling stabil ditemukan sangat terkait dengan titik dimana label kimiawi menempel ("metilasi") dalam memprediksi usia neuron. Penelitian sebelumnya telah difokuskan untuk mengidentifikasi bagian-bagian DNA yang mengalami kerusakan genetik, tetapi ini adalah pertama kalinya para peneliti secara spesifik mencari di mana genom tersebut diperbaiki secara besar-besaran. Penelitian ini juga nampaknya membalik paradigma dari mencari kerusakan menjadi mencari perbaikan dan hal ini benar-benar ilmu biologi baru yang pada akhirnya mungkin mengubah cara kita memahami neuron dalam sistem saraf. Hasilnya, semakin kita memahami itu, semakin kita dapat mengembangkan terapi untuk mengatasi penyakit terkait usia.