Ilmuwan Bereksperimen Masukkan DNA Manusia ke Dalam Seekor Tikus, Hal Mengejutkan Terjadi

Sebongkah kecil DNA manusia dimasukkan ke dalam tikus dan menghasilkan penemuan yang mengejutkan.

Sebuah studi yang dipublikasikan di jurnal Nature pada Rabu (14/5) mampu memberikan wawasan baru mengenai bagaimana otak manusia tumbuh seiring waktu. Sebongkah kecil DNA manusia disisipkan ke dalam tubuh seekor tikus menghasilkan ukuran 6,5 persen lebih besar dibanding otak asli tikus.

Peneliti memusatkan perhatian pada bagian DNA manusia yang disebut dengan HARE5 untuk membantu mengatur pertumbuhan sel otak. Saat versi DNA tikus digantikan dengan versi manusia, hal mengejutkan terjadi. Otak tikus yang dimodifikasi tumbuh dengan rata-rata 6,5 persen lebih besar dibandingkan dengan tikus yang tidak diubah

Versi manusia dari HARE5 tampaknya bekerja paling efektif pada tahap awal perkembangan sel otak yang dikenal sebagai radial glia, yakni sel induk yang berkembang menjadi neuron dan jaringan otak lainnya. Dengan perubahan genetik, sel-sel induk ini berkembang biak lebih cepat dan menghasilkan lebih banyak neuron serta meningkatkan ukuran lapisan luar otak.

Debra Silver, ahli saraf di Universitas Duke sekaligus salah satu penulis penelitian ini, mengatakan, meskipun otak tikus bertambah besar, belum diketahui apakah perubahan ini menyebabkan meningkatnya daya ingat atau kecerdasan, demikian dikutip dari Greek Reporter pada Jumat (16/5).

Penelitian ini melanjutkan studi-studi sebelumnya mengenai bagaimana Human Accelerated Regions (HARs) atau daerah percepatan manusia dapat memengaruhi perkembangan otak. Ilmuwan mengidentifikasi sekitar 3.000 HAR, tetapi sebagian besar masih belum dapat sepenuhnya dipahami.

Tim Silver pertama kali menemukan HARE5 pada satu dasawarsa lalu. Dalam studi terbaru, tim ini membandingkan fungsinya pada manusia, simpanse, dan tikus. Hasilnya menunjukkan bahwa versi manusia HARE5 memacu lebih banyak pertumbuhan sel otak daripada pada simpanse atau tikus.

Untuk mempelajari proses ini lebih lanjut, peneliti menciptakan model otak mini tiga dimensi di laboratorium yang dikenal sebagai organoid. Model ini meniru perkembangan tahap awal otak.

Organoid dengan versi manusia dari HARE5 menghasilkan lebih banyak radial glia dan sel-sel yang berkembang. Sebaliknya, organoid dengan versi simpanse menunjukkan sel otak yang lebih sedikit dan kurang matang.

Meningkat Tiga Kali Lipat

Analisis lebih lanjut mengungkap empat mutasi kunci yang membedakan HARE5 manusia berbeda dari versi simpanse. Setiap mutasi memiliki kontribusi pada peningkatan pertumbuhan sel saraf dalam pengaturan laboratorium. Peneliti juga menemukan bahwa HARE5 meningkatkan aktivitas dalam jalur biologis penting yang berperan dalam perkembangan sel otak.

Katherine Pollard, ahli bioinformatika di Gladstone Institute of Data Science and Biotechnology di San Francisco, mengatakan bahwa penelitian ini memberi informasi lebih lengkap dan meyakinkan daripada studi sebelumnya.

Meski ada kemajuan, masih banyak pertanyaan yang tersisa.

“Kami masih belum memiliki jawaban pasti mengapa ukuran otak manusia meningkat tiga kali lipat sejak terpisah dari simpanse,” kata Gabriel Santpere Baro, ahli saraf Hospital del Mar Medical Research Institute di Barcelona.

Santpere Baro berharap penelitian di masa mendatang dapat mengeksplorasi bagaimana HARE5 bekerja bersama HAR lainnya untuk memperkaya pemahaman tentang evolusi otak manusia.

“Mereka masih menjadi harta karun genetik yang harus terus kita gali,” kata dia.

Reporter Magang: Devina Faliza Rey