Dua studi baru memberikan gambaran rinci tentang bagaimana celurut umum Eurasia (Sorex araneus) mengecilkan otak dan organ lain untuk menurunkan kebutuhan energi selama musim dingin, lalu menumbuhkannya kembali pada musim semi. Peneliti dari Stony Brook University bersama mitra internasional menerbitkan makalah di Genome Research dan Molecular Biology and Evolution, dan menggunakan perakitan genom tingkat kromosom dipadukan dengan transkriptom otak musiman untuk menghubungkan struktur genom dengan perubahan aktivitas gen.
Analisis yang dipublikasikan di Genome Research menunjukkan bahwa dari musim gugur ke musim dingin terjadi pergeseran regulasi menuju fosforilasi oksidatif dan peningkatan metabolisme asam lemak, pola yang serupa dengan yang terlihat pada spesies yang bermusnah. Selain itu ditemukan kenaikan ekspresi gen terkait glukoneogenesis (pembuatan glukosa dari sumber nonkarbohidrat) dan peningkatan pensinyalan FOXO. Para penulis menyimpulkan bahwa glukoneogenesis bersama ekspresi berlebih jalur FOXO menjadi pusat mekanisme pengecilan otak dan organ.
Makalah lain menelaah peran susunan kromosom dalam memungkinkan plastisitas ukuran otak. Tim menemukan perubahan ekspresi gen yang sebelumnya tidak diketahui dan melaporkan bahwa gen-gen yang menunjukkan tanda seleksi positif serta ekspresi diferensial di hipokampus terlalu terwakili pada daerah kromosom terbuka yang mengalami lebih banyak patahan. Dari temuan ini para penulis mengusulkan bahwa perombakan kromosom menjadi bagian integral evolusi adaptif dan pengaturan plastisitas ukuran otak.
Liliana M. DE1valos, penulis senior dan profesor di Stony Brook, mengatakan fenomena Dehnel merupakan contoh ekstrem plastisitas genetik, di mana informasi genetik yang sama menghasilkan struktur berbeda. William R. Thomas, penulis utama, menyoroti kaitan tak terduga antara perombakan kromosom dan gen yang berubah selama siklus pengecilan dan pertumbuhan kembali, serta mencatat bahwa gen serupa ada pada manusia—studi ini dapat membantu memahami manajemen energi dan kesehatan otak manusia. Penelitian melibatkan kolaborator dari John Jay College of Criminal Justice, Max Planck Institute of Animal Behavior, Aalborg University, dan Universitat Autonoma de Barcelona. Sumber: Stony Brook University.
Kata-kata sulit
- fosforilasi oksidatif — proses produksi energi sel dengan oksigen
- glukoneogenesis — pembuatan glukosa dari sumber nonkarbohidrat
- pensinyalan — komunikasi antar sel lewat molekul sinyal
- plastisitas — kemampuan struktur berubah menyesuaikan kondisi
- perombakan kromosom — perubahan susunan kromosom dalam genom
- hipokampus — bagian otak yang terkait memori dan ruang
- seleksi positif — proses evolusi yang memilih mutasi menguntungkan
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Bagaimana temuan tentang gen serupa pada manusia dapat membantu pemahaman kesehatan otak manusia? Berikan alasan.
- Apa keuntungan dan kerugian pengecilan otak musiman bagi hewan seperti celurut? Jelaskan dengan contoh dari artikel.
- Menurut Anda, mengapa perombakan kromosom bisa menjadi bagian dari evolusi adaptif pada spesies lain?
Artikel terkait
Kecerdasan Terbentuk oleh Jaringan Otak yang Terkoordinasi
Peneliti memakai pencitraan otak untuk melihat bagaimana kecerdasan muncul. Mereka menemukan kecerdasan berasal dari kerja banyak bagian otak yang terintegrasi dan terkoordinasi, bukan dari satu wilayah tunggal, dan temuan ini punya implikasi untuk perkembangan dan sistem buatan.
Sains warga bantu pantau kesehatan dan SDG
Tinjauan ilmiah menemukan sains warga dapat membantu memantau indikator kesehatan dan kesejahteraan yang terkait SDG dan Target Triple Billion WHO. Studi ini menunjukkan potensi besar, contoh praktik, serta tantangan kualitas dan partisipasi.
