Terbit di situs jejaring Science Daily pada 5 Juli 2013
Diterjemahkan oleh Silvan Prayogo, BSc. Biochemistry & Mol. Bio, MSc. Biotechnology
Sindrom CHARGE adalah kelainan pertumbuhan (developmental disorder) yang mempengaruhi banyak organ tubuh. Setiap 1 dari 8500 bayi yang baru lahir (newborns) di seluruh dunia menderita kelainan ini. Sebagian besar pasien kelainan ini memiliki mutasi di gen CHD7. Masih misterius bagaimana mutasi tunggal (single mutation) ini menyebabkan simtom (gejala) CHARGE dengan beragam ciri - ciri.
CHARGE adalah singkatan dari:
Gen CHD7 berisi kode untuk memproduksi molekul pengendali struktur kromatin (chromatin remodeler). Chromatin remodeler adalah sekelompok molekul penting untuk mengatur epigenetic.
Catatan terminologi / definisi:
Laboratorium Dr. Haikun Liu di German Research Center (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) tertarik dalam pengendalian sel punca saraf dewasa (adult neural stem cells). Para ilmuwan tersebut berforkus pada peran adult neural stem cells dalam penyakit manusia, termasuk keterbelakangan mental (mental retardation) dan tumor otak (brain tumor). Para pasien CHARGE menderita mental retardation dan ketidak mampuan belajar (learning disabilities) mengindikasikan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh kerusakan sistem saraf utama (central nervous defect).
Untuk memahami peran molekuler dari mutasi CHD7 pada phenotype CHARGE, para peneliti menciptakan model dengan tikus yang telah dimodifikasi secara genetik (genetically modified mice). Dengan tikus - tikus ini para ilmuwan bisa mematikan gen CHD7 secara unik pada sel punca saraf (neural stem cells) di tahap - tahap pertumbuhan tertentu. Dengan cara ini para ilmuwan bisa mengikuti bagaimana sel - sel yang kekurangan CHD7 berkembang biak, berdiferensiasi, dan menjadi dewasa semasa hidup hewan tersebut.
Penelitian ini menemukan hal menarik: dengan mematikan CHD7 di stem cells fetus tikus atau stem cells tikus dewasa, para ilmuwan menemukan bahwa sel - sel mutan bersikap sama yaitu mereka tidak bisa berdiferensiasi menjadi sel saraf (neuron) dewasa, padahal neuron dewasa adalah unit fungsional dasar pada otak manusia dan hewan lainnya. Neuron dewasa normal memiliki morfologi / bentuk yang rumit (complex) supaya mereka bisa membentuk jaringan di otak untuk memroses informasi. Neurons yang terdapat mutasi CHD7 nampaknya tidak bisa membentuk jaringan.
Penemuan paling menarik, Liu dan kawan - kawannya menemukan bahwa berolah raga bisa menyelamatkan kelainan phenotype tersebut di hippocampus. Hippocampus adalah bagian inti otak yang berperan dalam belajar (learning) dan ingatan (memory). Tikus - tikus yang kekurangan CHD7 didorong untuk berolah raga lari pada roda putar yang biasanya digemari tikus. Sel - sel neuron tikus - tikus mutan CHD7 terselematkan. Sel - sel tersebut mampu membantuk jaringan fungsional.
Diterjemahkan oleh Silvan Prayogo, BSc. Biochemistry & Mol. Bio, MSc. Biotechnology
Sindrom CHARGE adalah kelainan pertumbuhan (developmental disorder) yang mempengaruhi banyak organ tubuh. Setiap 1 dari 8500 bayi yang baru lahir (newborns) di seluruh dunia menderita kelainan ini. Sebagian besar pasien kelainan ini memiliki mutasi di gen CHD7. Masih misterius bagaimana mutasi tunggal (single mutation) ini menyebabkan simtom (gejala) CHARGE dengan beragam ciri - ciri.
CHARGE adalah singkatan dari:
- Coloboma of the eye: lubang di salah satu struktur bola mata. Misal: di retina.
- Heart defect: kelainan jantung.
- Atresia of the choanae: salah satu atau kedua liang hidung tersumbat / menyempit oleh tulang atau jaringan lunak sehingga pasien menjadi kesulitan bernapas.
- Severe Retardation of growth and development: keterlambatan parah dalam pertumbuhan dan perkembangan.
- Genital abnormalities: kelainan kelamin.
- Ear abnormalities: kelainan telinga.
Gen CHD7 berisi kode untuk memproduksi molekul pengendali struktur kromatin (chromatin remodeler). Chromatin remodeler adalah sekelompok molekul penting untuk mengatur epigenetic.
Catatan terminologi / definisi:
- DNA: molekul yang merupakan cetak biru (blue print) desain mahkluk hidup. Molekul ini diturunkan dari orang tua ke anak - anaknya. Kode - kode dalam molekul ini yang menentukan ciri - ciri mahkluk hidup yang diturunkan (diwariskan) dari kedua orang tuanya (ayah dan ibu). Misal: warna kulit, bentuk wajah, bentuk daun telinga, dll.
- Genome: total (semua) kode DNA dalam tubuh mahkluk hidup. Di dalam genome terdapat gen - gen.
- Gen: rangkaian kode - kode DNA yang berfungsi khusus. Misalnya untuk membuat protein dengan fungsi tertentu.
- Epigenetic adalah pengendalian genetik yang dipengaruhi oleh faktor - faktor selain susunan kode DNA. Misalnya adalah molekul - molekul yang menempel pada DNA.
- Phenotype: penampilan fisik (misal: bentuk sel, warna kulit, bentuk anggota tubuh, warna rambut, dll) berdasarkan / akibat susunan atau pengaturan gen.
- Genotype: susunan kode - kode DNA yang akan mempengaruhi phenotype.
- Mutasi (mutation): perubahan rangkaian / susunan kode pada DNA.
- Mutan: hasil dari mutasi DNA. Misal: tikus normal berbulu. Tikus mutan tidak berbulu.
Laboratorium Dr. Haikun Liu di German Research Center (Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ) tertarik dalam pengendalian sel punca saraf dewasa (adult neural stem cells). Para ilmuwan tersebut berforkus pada peran adult neural stem cells dalam penyakit manusia, termasuk keterbelakangan mental (mental retardation) dan tumor otak (brain tumor). Para pasien CHARGE menderita mental retardation dan ketidak mampuan belajar (learning disabilities) mengindikasikan bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh kerusakan sistem saraf utama (central nervous defect).
Untuk memahami peran molekuler dari mutasi CHD7 pada phenotype CHARGE, para peneliti menciptakan model dengan tikus yang telah dimodifikasi secara genetik (genetically modified mice). Dengan tikus - tikus ini para ilmuwan bisa mematikan gen CHD7 secara unik pada sel punca saraf (neural stem cells) di tahap - tahap pertumbuhan tertentu. Dengan cara ini para ilmuwan bisa mengikuti bagaimana sel - sel yang kekurangan CHD7 berkembang biak, berdiferensiasi, dan menjadi dewasa semasa hidup hewan tersebut.
Penelitian ini menemukan hal menarik: dengan mematikan CHD7 di stem cells fetus tikus atau stem cells tikus dewasa, para ilmuwan menemukan bahwa sel - sel mutan bersikap sama yaitu mereka tidak bisa berdiferensiasi menjadi sel saraf (neuron) dewasa, padahal neuron dewasa adalah unit fungsional dasar pada otak manusia dan hewan lainnya. Neuron dewasa normal memiliki morfologi / bentuk yang rumit (complex) supaya mereka bisa membentuk jaringan di otak untuk memroses informasi. Neurons yang terdapat mutasi CHD7 nampaknya tidak bisa membentuk jaringan.
Penemuan paling menarik, Liu dan kawan - kawannya menemukan bahwa berolah raga bisa menyelamatkan kelainan phenotype tersebut di hippocampus. Hippocampus adalah bagian inti otak yang berperan dalam belajar (learning) dan ingatan (memory). Tikus - tikus yang kekurangan CHD7 didorong untuk berolah raga lari pada roda putar yang biasanya digemari tikus. Sel - sel neuron tikus - tikus mutan CHD7 terselematkan. Sel - sel tersebut mampu membantuk jaringan fungsional.
Berlari menyebabkan peningkatan dramatis dalam pembentukan sel -sel saraf (neurogenesis) pada mahkluk hidup dewasa sudah dikonfirmasi pada manusia dan hewan, "Kami sangat bersemangat melihat bahwa ternyata kekurangan CHD7 pada sel bisa diatasi dengan mekanisme yang belum dipahami yang dipicu oleh olah raga seperti berlari," Haikun Liu menjelaskan. Ilmuwan saraf (neuroscientist) ini percaya bahwa penemuan tersebut akan memberi pemahaman lebih baik mengenai penyakit ini dan bahkan menunjukkan cara untuk mengaktivasi alur CHD7dan meringankan gejala CHARGE pada pasien manusia.
CHD7 juga merupakan gen penting terkait kanker. Berbagai kanker pada manusia seperti kanker paru - paru, kanker kolon (usus besar), dan kanker otak menunjukkan mutasi - mutasi molekul CHD7. Mekanisme yang dikenali di sini menunjukkan penjelasan jelas: mutasi pada CHD7 menghambat diferensiasi stem cells (sel punca) yang merupakan penyebab utama terjadinya tumor (tumorigenesis).
Lagipula, CHD7 dikenali sebagai gen beresiko tinggi pada autisme manusia, dan banyak pasien CHARGE yang autistic. Sepertinya gen ini penting dalam mengatur lebih banyak proses - proses fisiologi tubuh. Beranalogikan penelitian neural stem cells, para peneliti DKFZ akan menggunakan model tikus mereka untuk menyelidiki peran CHD7 pada jenis - jenis sel lainnya.
URL LINK (berbahasa Inggris) dari situs Science Daily:
Exercise rescues mutated neural stem cells
No comments:
Post a Comment