Diposting Jumat, 17 Desember 2010 jam 12:44 pm oleh Gun HS

Usia Bukan Masalah: Gen Baru Sama Pentingnya dengan Gen Purba

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Jumat, 17 Desember 2010 -


Gen-gen baru yang telah berevolusi dalam spesies, yang sama kecilnya dengan gen satu juta tahun yang lalu – sebuah virtual berkedip dalam sejarah evolusi – bisa sama pentingnya dengan gen purba bagi kehidupan, demikian hasil temuan penelitian terbaru yang mengejutkan.

Para ahli biologi evolusi telah lama mengusulkan bahwa gen yang paling penting untuk kehidupan purba dan yang telah dilestarikan, diturunkan dari spesies ke spesies sebagai “roti dan mentega” biologi. Sedangkan gen baru yang timbul sebagaimana spesies memisahkan diri dari nenek moyang mereka justru dianggap memiliki peran yang kurang penting – “cuka” yang menambah rasa gen inti.

Namun saat hampir 200 gen baru dalam spesies lalat buah Drosophila melanogaster secara individual dibungkam dalam percobaan laboratorium di Universitas Chicago, lebih dari 30 persen gen yang dibuat lumpuh ini ditemukan bisa membunuh lalat. Penelitian yang dipublikasikan pada tanggal 17 Desember dalam Science, menunjukkan bahwa gen baru sama pentingnya dengan gen yang lebih tua bagi keberhasilan pengembangan dan kelangsungan hidup suatu organisme.

Proses pengembangan Drosophila melanogaster terhenti pada tahap pharate ketika gen baru G32376 dilumpuhkan. Gen ini berasal dari 18 juta tahun yang lalu. (Kredit: Lab Long Manyuan/Universitas Chicago)

“Suatu gen baru sama pentingnya dengan setiap gen lainnya; pentingnya gen tidak bergantung dari usianya,” kata Manyuan Long, PhD, Profesor Ekologi & Evolusi dan penulis senior makalah. “Gen-gen baru tidak lagi hanya sebagai cuka, mereka sekarang sama mungkinnya sebagai mentega dan roti. Kami sungguh terkejut.”

Penelitian ini menggunakan teknologi yang disebut interferensi RNA untuk menghalangi secara permanen transkripsi yang masing-masing menargetkan gen ke produk fungsionalnya dari awal kehidupan lalat. Dari 195 gen muda yang diuji, 59 tergolong mematikan (30 persen), menyebabkan lalat mati selama perkembangannya. Ketika metode yang sama diterapkan ke sampel gen yang lebih tua, figur serupa secara statistik ditemukan: 86 dari 245 gen (35 persen) tergolong mematikan ketika dibungkam.

Karena gen muda yang diuji hanya hadir antara 1 dan 35 juta tahun yang lalu, data menunjukkan bahwa gen baru dengan fungsi baru dapat menjadi bagian penting dari biologi suatu spesies, jauh lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya. Sebuah gen baru mungkin menjadi sangat dibutuhkan saat membentuk interaksi dengan gen yang lebih tua, yang mengontrol fungsi-fungsi penting, kata Sidi Chen, mahasiswa pascasarjana Universitas Chicago dan penulis utama studi tersebut.

“Gen baru hadir dan cepat berinteraksi dengan gen yang lebih tua, dan jika interaksi itu menguntungkan, membantu organisme bertahan hidup atau bereproduksi lebih baik, maka ini disukai oleh seleksi alam dan tetap berada dalam genom,” kata Chen. “Setelah beberapa saat, ini menjadi penting, dan organisme benar-benar tidak bisa hidup tanpa gen lagi. Ini bagaikan cinta: Anda jatuh cinta pada sesuatu dan kemudian Anda tidak bisa hidup tanpanya.”

Sifat tak terpisahkan dari gen baru ini juga mempertanyakan keyakinan lama tentang fitur bersama pengembangan pada seluruh spesies yang berbeda. Pada tahun 1866, ahli zoologi terkenal Jerman, Ernst Haeckel, menghipotesis bahwa “ontogeni mengulangi filogeni” setelah mengobservasi bahwa langkah-langkah awal pengembangan berbagi dengan hewan yang berbeda, sebagaimana bedanya antara lalat dan manusia.

Ahli biologi kemudian memprediksi bahwa gen purba yang sama dan penting, akan menjadi konduktor awal pembangunan di semua spesies. Prinsip ini memungkinkan penggunaan organisme model, termasuk lalat dan tikus, yang digunakan untuk penelitian mengenai mekanisme penyakit pada manusia.

Menariknya, dalam studi baru ini, menghapus banyak gen baru menyebabkan lalat mati selama tahap-tahap pertengahan atau akhir pengembangan, sedangkan gen yang lebih tua adalah mematikan selama pengembangan awal. Jadi, sementara gen purba penting bagi langkah-langkah awal pengembangan bersama, gen baru yang unik untuk setiap spesies dapat mengambil alih tahapan perkembangan berikutnya yang membuat setiap spesies menjadi unik. Sebagai contoh, gen baru dalam penelitian ini  ditemukan terlibat dalam metamorfosis, tahap pertengahan kehidupan yang secara drastis mengubah rencana tubuh pada hewan.

“Ini mungkin mengubah cara kita melihat program pengembangan,” kata Long. “Setiap spesies memiliki program pengembangan spesies khusus yang berbeda yang dibentuk oleh seleksi alam, dan kita tidak bisa lagi mengatakan bahwa dari Drosophila ke manusia, perkembangan organisme yang berbeda hanya dikodekan oleh program genetik yang sama. Cerita ini jauh lebih rumit dari apa yang kita gunakan untuk diyakini.”

Dengan demikian, pemahaman penuh atas keanekaragaman hayati mungkin memerlukan fokus baru terhadap gen yang unik untuk setiap organisme.

“Saya pikir itu berimplikasi penting terhadap kesehatan manusia,” kata Chen. “Model hewan telah terbukti sangat berguna dan penting untuk membedah penyakit manusia. Namun jika intuisi kami benar, beberapa informasi kesehatan yang penting bagi manusia akan berada pada bagian unik dari genom manusia.”

Pentingnya temuan baru gen muda dan program pengembangan yang unik ini mungkin berdampak dramatis di lapangan, kata Long. Penemuan ini juga akan menginspirasi arah penelitian baru dalam menguji seberapa cepat gen baru dapat menjadi penting dan peran yang tepat dalam pengembangan spesies ke spesifik.

“Para ahli biologi telah lama mengasumsikan, cukup wajar, bahwa gen purba telah bertahan dari seleksi alam karena mereka sangat penting untuk kehidupan dan bahwa gen baru umumnya kurang penting untuk perkembangan suatu organisme,” kata Irene Eckstrand, PhD, yang mengelola pendanaan bagi Dr. Long dan ahli biologi evolusioner lainnya, yaitu hibah yang berasal dari National Institutes of Health. “Penelitian penting ini menunjukkan bahwa asumsi tersebut adalah cacat, membuka pertanyaan baru yang bisa menghasilkan pemahaman lebih dalam proses evolusi dan dampaknya terhadap kesehatan manusia.”

Pekerjaan ini didanai Institut Nasional Ilmu Kedokteran Umum, National Science Foundation, dan Konsorsium Biomedis Chicago.

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.