Mengungkap Sinyal Leptin: Terobosan Terapi Obesitas

 

Resistensi Leptin dan Jalur Molekulernya: Variasi Genetik dan Prospek Terapi dalam Manajemen Obesitas

 

Abstrak

 

Latar Belakang: Leptin, suatu hormon yang berasal dari adiposit, mengatur nafsu makan dan pengeluaran energi melalui pensinyalan hipotalamus. Meskipun kadar leptin meningkat pada obesitas, efek fisiologisnya berkurang—suatu kondisi yang dikenal sebagai resistensi leptin.

Tujuan: Tinjauan ini membahas mekanisme pensinyalan leptin, variasi genetik yang terkait dengan leptin dan reseptornya, serta kemajuan terapi terbaru yang bertujuan untuk memulihkan sensitivitas leptin.

Hasil: Disregulasi pensinyalan leptin melibatkan gangguan aktivasi JAK2–STAT3, peningkatan regulasi SOCS3, stres retikulum endoplasma, dan interferensi sitokin inflamasi. Polimorfisme genetik gen LEP dan LEPR semakin memodulasi kerentanan terhadap obesitas. Strategi terapi baru meliputi chaperone farmakologis, sensitizer leptin, dan pendekatan yang menargetkan gen.

Kesimpulan: Memahami dasar molekuler resistensi leptin menawarkan peluang yang menjanjikan untuk manajemen obesitas berbasis presisi.

Kata Kunci: Resistensi leptin; obesitas; pensinyalan leptin; reseptor leptin; polimorfisme; regulasi metabolik; terapi

 

1. Pendahuluan

 

Obesitas merupakan tantangan kesehatan global utama yang meningkatkan risiko diabetes tipe 2, dislipidemia, dan penyakit kardiovaskular [1]. Di antara hormon-hormon yang mengatur homeostasis energi, leptin—yang dikodekan oleh gen ob—merupakan adipokine kunci yang menghubungkan simpanan adiposa dengan kontrol energi pusat [2]. Leptin bekerja melalui hipotalamus untuk menekan nafsu makan dan merangsang pengeluaran energi. Namun, pada sebagian besar individu obesitas, peningkatan kadar leptin plasma gagal menghasilkan efek fisiologis yang diharapkan, suatu kondisi yang disebut resistensi leptin [3]. Tinjauan ini merangkum pemahaman terkini tentang jalur pensinyalan leptin, variasi genetik yang memengaruhi aksi leptin, dan intervensi terapeutik yang sedang berkembang yang menargetkan sensitivitas leptin.

 

2. Jalur Pensinyalan Leptin dan Mekanisme Resistensi

Leptin memberikan efeknya dengan mengikat reseptor leptin (LEPR), suatu reseptor sitokin kelas I yang utamanya diekspresikan di neuron hipotalamus [4]. Isoform panjangnya, Ob-Rb, memicu pensinyalan intraseluler melalui jalur Janus kinase 2 (JAK2) dan jalur transduser sinyal dan aktivator transkripsi 3 (STAT3) [5]. STAT3 yang teraktivasi mengatur ekspresi gen POMC, NPY, dan AgRP, yang mengoordinasikan rasa kenyang dan keseimbangan metabolik.

 

Pada obesitas, beberapa mekanisme melemahkan responsivitas leptin:

•Ekspresi berlebih SOCS3, yang menghambat fosforilasi JAK2;

•Stres eneticm endoplasma (ER), yang mengganggu pelipatan dan pensinyalan reseptor;

•Sitokin inflamasi (misalnya, TNF-α, IL-6) yang mengganggu pensinyalan leptin hipotalamus; dan

•Penurunan transpor leptin melintasi sawar darah-otak (BBB) [6–9].

Mekanisme-mekanisme ini secara kolektif mempertahankan keadaan resistensi leptin sentral, yang memperparah hiperfagia dan keseimbangan energi positif.

 

3. Polimorfisme enetic leptin dan reseptor leptin

 

Variasi enetic pada gen LEP dan LEPR secara signifikan memengaruhi sekresi leptin, afinitas reseptor, dan efisiensi pensinyalan [10].

 

Polimorfisme LEP G-2548A pada daerah promotor meningkatkan aktivitas transkripsi, yang menyebabkan peningkatan kadar leptin pada individu obesitas [11]. Sebaliknya, varian LEPR Q223R (rs1137101) dan K656N (rs8179183) mengubah konformasi reseptor, mengurangi pengikatan leptin dan kapasitas pensinyalan intraseluler [12–14].

 

Studi berbasis populasi menunjukkan bahwa polimorfisme LEPR berkorelasi dengan IMT, resistensi insulin, dan variabilitas profil lipid [15,16]. Efek spesifik etnis dan jenis kelamin semakin menekankan interaksi gen-lingkungan dalam menentukan sensitivitas leptin dan kerentanan obesitas.

 

4. Pendekatan terapeutik yang menargetkan resistensi leptin

 

Meskipun terdapat kemajuan dalam gaya hidup dan intervensi farmakologis, manajemen obesitas jangka panjang masih dibatasi oleh resistensi leptin yang persisten. Strategi terapeutik baru kini berfokus pada pemulihan respons leptin atau peningkatan pensinyalan hilirnya.

 

4.1 Modulasi Farmakologis

Agen yang mengurangi peradangan hipotalamus dan stres ER, seperti chaperone kimia (4-fenilbutirat) dan salisilat, dapat memulihkan sensitivitas leptin sebagian pada model hewan [17].

 

4.2 Sensitizer Leptin dan Terapi Kombinasi

Regimen kombinasi yang menggabungkan leptin dengan analog amilin (pramlintide) atau agonis reseptor GLP-1 (liraglutide) menghasilkan efek sinergis, meningkatkan rasa kenyang dan penurunan berat badan [18,19].

 

4.3 Intervensi Genetik dan Molekuler

Strategi yang sedang berkembang meliputi penyuntingan gen (CRISPR/Cas9) untuk mengoreksi mutasi LEPR dan terapi berbasis RNA yang menargetkan regulator negatif (SOCS3, PTP1B) [20]. Pendekatan molekuler ini menjanjikan untuk terapi metabolik individual, meskipun keamanan dan skalabilitasnya masih dalam tahap penelitian.

 

5. Kesimpulan

 

Resistensi leptin merupakan kendala utama dalam pengobatan obesitas. Pemahaman yang lebih mendalam tentang pensinyalan reseptor leptin, determinan genetik, dan regulasi molekuler sangat penting untuk mengembangkan terapi yang ditargetkan. Penelitian di masa mendatang yang mengintegrasikan genomik, farmakologi, dan biologi sistem dapat memungkinkan intervensi berbasis presisi untuk mengatasi resistensi leptin dan mencapai kesehatan metabolik yang berkelanjutan.

 

Referensi

 

1.World Health Organization. Obesity and overweight. WHO Fact Sheet; 2023.

2.Zhang Y, et al. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature. 1994;372(6505):425–432.

3.Friedman JM. Leptin and the regulation of body weight. Keio J Med. 2019;68(1):1–9.

4.Myers MG, et al. Mechanisms of leptin action and leptin resistance. Annu Rev Physiol. 2008;70:537–556.

5.Bjørbaek C, Kahn BB. Leptin signaling in the central nervous system and the periphery. Recent Prog Horm Res. 2004;59:305–331.

6.Ozcan L, et al. Endoplasmic reticulum stress plays a central role in development of leptin resistance. Cell Metab. 2009;9(1):35–51.

7.Pan W, Myers MG. Leptin and the maintenance of elevated body weight. Nat Rev Neurosci. 2018;19:95–105.

8.Myers MG, Cowley MA, Münzberg H. Mechanisms of leptin action and leptin resistance. Annu Rev Physiol. 2008;70:537–556.

9.Gruzdeva O, et al. Leptin resistance: underlying mechanisms and diagnosis. Diabetes Metab Syndr Obes. 2019;12:191–198.

10.Hoffstedt J, et al. The leptin gene promoter polymorphism -2548 G/A is associated with serum leptin levels and obesity. Obes Res. 2002;10(4):336–341.

11.Chagnon YC, et al. Leptin receptor gene polymorphisms are associated with obesity-related phenotypes. Int J Obes. 2000;24(2):206–212.

12.Yiannakouris N, et al. The Q223R polymorphism of the leptin receptor gene is associated with obesity in women. Obes Res. 2001;9(11):938–943.

13.Quinton ND, et al. Leptin binding activity and soluble leptin receptor concentrations. Clin Endocrinol. 2001;54:597–604.

14.Paracchini V, et al. LEPR gene variants and obesity: a meta-analysis. Obes Res. 2005;13(6):970–978.

15.Ravussin E, et al. Enhanced weight loss with pramlintide/metreleptin: a randomized, double-blind trial. Obesity. 2009;17(9):1736–1743.

16.Tschöp MH, et al. Mechanisms of leptin action and leptin resistance. Cell Metab. 2011;14(5):646–655.

Teknologi Revolusioner: Potensi Super Enzim Alami

 

Protein ditentukan oleh urutan asam aminonya.

 

Teknologi Mutakhir Generasi Baru Membuka Potensi Super Enzim Alami

 

Bayangkan sebuah dunia di mana rahasia kehidupan terkecil bisa diubah menjadi solusi terbesar bagi manusia: dari roti yang tetap lembut lebih lama, hingga bakteri laut dalam yang menyimpan “mesin biologis” tahan panas ekstrem. Semua itu dimungkinkan berkat enzim—protein mungil dengan kemampuan luar biasa yang bekerja sebagai katalisator reaksi kimia. Kini, berkat terobosan teknologi terbaru, para ilmuwan mampu mengungkap “kekuatan super” enzim yang tersembunyi di mikroba langka dan ekstremofil tanpa perlu menumbuhkannya di laboratorium. Teknologi ini bukan hanya membuka pintu bagi penemuan ilmiah yang menakjubkan, tetapi juga berpotensi mengubah masa depan pangan, kesehatan, dan lingkungan secara revolusioner.

 

Enzim adalah protein yang memandu (mengkatalisis) reaksi kimia yang sangat spesifik. Enzim memainkan peran penting dalam semua bentuk kehidupan. Beberapa enzim menjalankan fungsi biologi sehari-hari seperti mencerna makanan, beberapa berperan penting dalam pertumbuhan, beberapa berperan sebagai perlindungan terhadap racun, dan beberapa di antaranya memberi organisme "kekuatan super" yang unik. Misalnya, terdapat enzim pada tumbuhan yang disebut RuBisCO yang memungkinkan mereka mengubah energi matahari menjadi bahan penyusun dasar makanan, yaitu gula. Terdapat enzim pada bakteri tertentu yang memungkinkan mereka mengubah gas nitrogen dari atmosfer menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk mendukung semua kehidupan di bumi. 

Meskipun manusia menghasilkan berbagai enzim sendiri, selama ribuan tahun kita telah menemukan cara untuk memanfaatkan enzim dari mikroorganisme, jauh sebelum enzim tersebut teridentifikasi. Awalnya, hal ini dilakukan dengan menggabungkan tepung atau anggur dengan ragi atau bakteri alami yang tumbuh di alam, untuk menghasilkan produk fermentasi seperti anggur atau yogurt. Namun, pada abad terakhir ini kita telah mempelajari cara mengisolasi dan memproduksi enzim itu sendiri serta menggunakannya secara langsung dalam proses ini. Misalnya, enzim “amilase”, yang biasanya ditemukan dalam air liur dan digunakan untuk mulai memecah pati yang kita makan, digunakan untuk memodifikasi pati dalam tepung roti agar tidak cepat mengkristal dan membuat roti “basi”.

 

Enzim yang disebut amilase memungkinkan roti iris dinikmati lebih lama setelah dibeli tanpa menjadi basi.

 

Mikroba alami (bakteri dan jamur) merupakan sumber enzim yang kaya dan bermanfaat, tetapi hingga saat ini hanya sebagian kecil dari potensi keanekaragaman tersebut yang dapat diakses karena diperlukan kemampuan untuk menumbuhkan organisme di laboratorium guna mempelajarinya dan memahami kemampuannya. Dunia ini penuh dengan organisme yang tidak dapat ditumbuhkan di laboratorium, setidaknya tanpa teknik yang sangat khusus. Hal ini terutama berlaku untuk organisme yang hidup di lingkungan yang sangat tidak biasa seperti ventilasi panas laut dalam atau di air atau tanah yang sangat asin. Istilah umum untuk organisme yang hidup di lingkungan yang keras ini adalah "ekstremofil" dan mereka menarik karena enzim mereka telah berevolusi untuk dapat "beroperasi" dalam kondisi yang tidak biasa seperti suhu tinggi atau lingkungan yang sangat asam.

 

Penemuan Teknologi Baru

 

Ada sebuah perusahaan yang berbasis di Jepang bernama bitBiome yang telah mengembangkan cara baru untuk menemukan enzim "super power" yang dihasilkan oleh ekstremofil atau kategori mikroba eksotis lainnya, tanpa perlu menumbuhkan organisme tersebut di laboratorium. Teknologi mereka dimulai dengan teknik penyortiran mikroskopis yang memungkinkan mereka mengisolasi sel bakteri tunggal dari sampel lingkungan atau biologis campuran. Mereka kemudian dapat menggunakan teknologi yang baru dikembangkan untuk membuat banyak salinan DNA bakteri tersebut dan mengurutkannya, semuanya tanpa harus menumbuhkan lebih banyak bakteri yang telah diisolasi. Kemudian mereka menggunakan kombinasi genetika evolusioner, bio dan kimia-informatika, serta kecerdasan buatan untuk membandingkan urutan dan memprediksi karakteristik tiga dimensi protein baru ini dengan informasi serupa yang tersedia di basis data publik dan privat yang mencakup urutan yang diketahui atau protein yang diminati. Urutan yang dikumpulkan bitBiome disimpan oleh basis data mereka, yang sekarang menampung sekitar 2,4 miliar urutan dari lebih dari 1 juta organisme. Dengan teknologi pengurutan mereka, basis data ini tumbuh lebih dari 1 miliar urutan per tahun. AI berperan penting dalam membantu mengidentifikasi enzim yang tampaknya berbeda dengan aktivitas target yang serupa.

 

Protein memiliki struktur tiga dimensi yang rumit yang ditentukan oleh urutan asam amino yang dikodekan oleh DNA dalam suatu gen. Gambar disediakan oleh bitBiome

 

Hal ini juga memungkinkan mereka untuk mengevaluasi fungsi enzim atau protein yang baru diidentifikasi ini. Bahkan dengan AI, proses penemuan dan "penambangan" ini mustahil dilakukan tanpa kemampuan untuk mengurutkan sel-sel individual. Hal ini karena teknik umum bergantung pada teknologi pengurutan yang telah berusia puluhan tahun yang disebut shotgun metagenomics, yang seringkali melewatkan populasi bakteri dari sampel kompleks. Akibat kekurangan teknologi yang ada ini, kita masih belum mengidentifikasi lebih dari 99% spesies bakteri yang ditemukan di planet kita.

 

Aplikasi Teknologi

 

Ada banyak aplikasi potensial untuk metode penemuan enzim baru ini, termasuk biomanufaktur, remediasi limbah atau toksin, daur ulang tekstil dan plastik yang berkelanjutan, dan produksi aditif makanan alami. Meskipun bitBiome saat ini berfokus pada kemitraan dengan perusahaan yang mencari enzim baru atau yang telah ditingkatkan untuk dikembangkan, mereka juga memiliki lini produk internal tempat mereka mengembangkan rangkaian enzim, protein, atau bahan mereka sendiri untuk aplikasi komersial. bitBiome juga menawarkan pengurutan sel tunggal mereka kepada perusahaan dan peneliti akademis yang ingin menganalisis populasi mikroba pada tingkat sel tunggal. Penelitian semacam ini sangat penting, terutama dalam memahami mikrobioma usus, tetapi juga untuk memahami populasi mikroba kompleks di dalam tanah, misalnya, di antara akar tanaman yang sedang tumbuh. Bakteri telah lama dipahami berinteraksi dengan lingkungannya secara negatif maupun positif, mulai dari H. pylori, bakteri usus yang menyebabkan tukak lambung, hingga Lactobacillus, yang dikenal membantu kesehatan usus.

 

Teknologi bitBiome yang memungkinkan pengurutan sel tunggal merupakan alat baru yang berharga untuk mempelajari mikrobioma usus manusia.

 

Kemitraan

 

bitBiome telah meraih kesuksesan dengan sejumlah mitra, termasuk Ajinomoto, perusahaan Jepang yang telah menyediakan enzim untuk industri pengolahan makanan selama beberapa dekade. Teknologi enzim pangan Ajinomoto berkontribusi pada peningkatan produktivitas pangan, pengurangan biaya, dan penggunaan sumber daya pangan yang lebih efisien. Kolaborasi antara bitBiome dan Ajinomoto difokuskan pada pemanfaatan teknologi milik bitBiome untuk menemukan enzim yang benar-benar baru dengan fungsi dan aplikasi inovatif di mana solusi yang memadai belum tersedia hingga saat ini.

 

Akan sangat menarik untuk melihat fungsi dan kemampuan baru apa yang dapat ditemukan dan bagaimana hal tersebut dapat dimanfaatkan oleh bioekonomi yang sedang berkembang.

 

Kesimpulan

 

Penemuan teknologi baru yang dikembangkan oleh bitBiome membuka babak baru dalam memahami dan memanfaatkan enzim alami. Dengan kemampuan mengurutkan DNA dari sel tunggal mikroba, bahkan dari organisme yang sulit ditumbuhkan di laboratorium, para ilmuwan kini dapat mengeksplorasi keragaman enzim yang sebelumnya tak terjangkau. Enzim-enzim “berkekuatan super” dari ekstremofil maupun mikroba eksotis lainnya berpotensi menjadi kunci bagi inovasi besar di bidang pangan, kesehatan, energi, hingga lingkungan. Di tengah tantangan global seperti krisis pangan dan keberlanjutan, teknologi ini menghadirkan harapan baru: menjadikan kekuatan alam yang tersembunyi sebagai solusi nyata bagi masa depan manusia.

 

SUMBER:

Steven Sawage. 9 September 2025. Next Generation Technologies To Unlock Nature’s Enzyme Superpowers

https://www.forbes.com/sites/stevensavage/2025/09/09/next-generation-technologies-to-unlock-natures-enzyme-superpowers/

Kesamaan Epitop Manusia dan Babi, Mengejutkan

 

Tahukah Anda bahwa manusia dan babi ternyata punya “titik persamaan” yang mengejutkan di dalam tubuhnya? Bukan sekadar bentuk organ atau susunan gen, melainkan pada bagian super kecil dari protein yang disebut epitop. Fakta menarik ini terungkap dari sebuah penelitian berjudul “Pengenalan Epitope dalam Model Perbandingan Manusia–Babi pada Materi yang Difiksasi dan Diinklusikan” yang dilaporkan oleh Carla Rossana Scalia dan rekan-rekannya dalam Journal of Histochemistry & Cytochemistry tahun 2015.

 

Epitop bisa dibayangkan seperti kunci gembok—potongan mini protein yang menjadi tempat antibodi menempel. Jika cocok, antibodi bisa “mengunci” protein itu dan memberi sinyal pada tubuh bahwa ada sesuatu yang perlu diperhatikan.

 

Yang mengejutkan, penelitian tersebut menunjukkan bahwa banyak antibodi manusia ternyata bisa menempel juga pada epitop milik babi, meski struktur proteinnya tidak seratus persen sama. Artinya, di balik daging dan kulit yang jelas berbeda, manusia dan babi menyimpan kesamaan molekuler yang begitu dekat. Temuan ini bukan hanya membuat para peneliti tercengang, tetapi juga membuka jalan baru bagi riset medis—mulai dari diagnosis kanker yang lebih tepat hingga pemanfaatan jaringan babi sebagai pengganti jaringan manusia dalam laboratorium.

 

Mengintip Dunia Protein Lewat Imunohistokimia

 

Dalam dunia kedokteran modern, salah satu teknik penting yang digunakan dokter dan peneliti adalah imunohistokimia (IHC). Teknik ini memungkinkan kita melihat bagaimana protein tertentu bekerja di dalam jaringan tubuh. Biasanya, jaringan diawetkan dengan formalin dan dimasukkan ke dalam parafin agar bisa dipotong tipis, lalu diamati di bawah mikroskop.

 

IHC sangat membantu, terutama dalam mendiagnosis penyakit seperti kanker. Namun, ada satu masalah besar: antibodi yang digunakan sebagai “alat pelacak” protein kadang tidak bekerja akurat. Ada yang salah mengenali target, ada pula yang tidak bisa menempel pada protein sasaran. Hal inilah yang membuat para peneliti mencari cara baru untuk meningkatkan akurasi uji ini.

 

Mengapa Babi Jadi “Cermin Biologis” Manusia?

 

Cara paling ketat untuk menguji antibodi adalah menggunakan hewan percobaan yang gennya dimodifikasi, tetapi ini mahal dan rumit. Lalu muncul ide: bagaimana jika ada hewan lain yang mirip manusia, sehingga bisa dipakai sebagai pengganti?

 

Di sinilah babi masuk ke panggung. Hewan ini bukan hanya mirip secara anatomi, tetapi juga secara genetik. Lebih dari 80% gen babi serupa dengan manusia, bahkan beberapa proteinnya identik 100%. Tidak heran kalau babi sejak lama dipakai dalam penelitian medis dan kini bahkan dilirik sebagai calon donor organ dalam transplantasi.

 

Antibodi Manusia Diuji pada Jaringan Babi

 

Dalam penelitian tersebut, para ilmuwan mencoba menguji ratusan antibodi manusia pada jaringan babi yang sudah difiksasi dan diinklusikan parafin—proses standar yang sama seperti pada jaringan manusia.

 

Hasilnya mengejutkan. Sekitar setengah dari antibodi yang dicoba berhasil menempel dengan baik pada jaringan babi, menghasilkan pola pewarnaan yang hampir identik dengan jaringan manusia. Bahkan, protein-protein penting seperti aktin dan BCL2 yang berperan dalam struktur sel dan kematian sel terprogram dapat dikenali dengan sangat baik.

 

Namun, tidak semua berjalan mulus. Beberapa antibodi menunjukkan perbedaan kecil: ada yang menempel di inti sel babi saja, padahal pada manusia menempel juga di sitoplasma. Ada pula antibodi yang bekerja di jaringan saraf babi, tetapi tidak pada manusia. Artinya, meskipun banyak kesamaan, perbedaan kecil dalam struktur protein tetap bisa mengubah hasil.

 

Epitop: Kunci Kecil dengan Peran Besar

 

Antibodi mengenali epitop, yaitu potongan kecil dari protein yang menjadi titik menempel. Menariknya, antibodi manusia ternyata bisa mengenali epitop babi meskipun tingkat kemiripannya hanya sekitar 60%. Ini menunjukkan adanya toleransi cukup besar terhadap variasi urutan protein.

 

Sebagian besar antibodi yang tahan terhadap proses fiksasi memang lebih mudah mengenali epitop linear—bagian protein yang lurus dan stabil—dibanding epitop yang bentuknya lebih kompleks. Hal inilah yang menjelaskan mengapa antibodi masih bisa bekerja meski protein babi dan manusia tidak 100% identik.

 

Jaringan Babi Sebagai Kontrol Kualitas

 

Temuan paling menarik dari penelitian tersebut adalah bahwa jaringan babi bisa dipakai sebagai bahan kontrol kualitas dalam uji IHC. Selama ini, laboratorium menggunakan jaringan manusia untuk memastikan akurasi uji, tetapi ketersediaannya terbatas dan sering terhambat masalah etika.

 

Dengan menggunakan jaringan babi dari rumah pemotongan hewan, laboratorium bisa mendapatkan kontrol yang murah, mudah diperoleh, dan lebih seragam. Bahkan untuk organ yang jarang tersedia dari manusia—seperti otak, jantung, atau kelenjar endokrin—jaringan babi bisa menjadi solusi praktis.

 

Menatap Masa Depan: Babi Sebagai Jembatan Riset Medis

 

Penelitian tersebut membuka pandangan baru bahwa babi bukan hanya hewan ternak biasa, melainkan jembatan biologis yang bisa membantu manusia memahami dunia molekuler. Dengan kemiripan yang sangat tinggi, jaringan babi berpotensi mempercepat riset medis, meningkatkan akurasi diagnosis, dan bahkan mendukung pengembangan terapi baru.

 

Ke depan, keterbukaan informasi dari produsen antibodi tentang target epitop akan semakin penting. Dengan begitu, para peneliti bisa memilih antibodi yang paling tepat, tidak hanya untuk diagnosis pada manusia, tetapi juga untuk penelitian lintas spesies.

 

Artikel ini menegaskan satu hal menarik: di balik perbedaan bentuk luar, manusia dan babi ternyata berbagi rahasia molekuler yang sangat dekat. Rahasia kecil bernama epitop ini bisa menjadi kunci besar bagi masa depan dunia kedokteran.

 

Pada akhirnya, penelitian tersebut memberi pesan mengejutkan: babi bukan sekadar hewan ternak yang kita kenal sehari-hari, melainkan “kembaran molekuler” yang menyimpan rahasia besar tentang tubuh manusia. Kesamaan epitop antara manusia dan babi membuka pintu baru bagi riset medis, dari meningkatkan akurasi diagnosis hingga membuka jalan menuju transplantasi organ lintas spesies. Pertanyaan yang kini muncul bukan lagi “apakah babi mirip manusia?” melainkan “sejauh mana kita berani memanfaatkan kesamaan ini untuk menyelamatkan jutaan nyawa manusia?”

Akhirnya, setelah satu dekade penuh upaya, transplantasi organ lintas spesies berhasil diwujudkan. Massachusetts General Hospital (MGH) di AS berhasil melakukan transplantasi ginjal babi hasil rekayasa genetik pada pasien gagal ginjal stadium akhir berusia 62 tahun. Hal ini menandai tonggak penting dalam bidang xenotransplantasi. Ginjal yang telah dimodifikasi melalui 69 perubahan genetik dengan teknologi CRISPR-Cas9 yang disediakan oleh perusahaan eGenesis dan dirancang agar lebih kompatibel dengan tubuh manusia serta aman dari virus bawaan babi. Operasi yang berlangsung empat jam di bawah protokol khusus FDA ini dilengkapi dengan terapi imunosupresan canggih untuk mencegah penolakan organ. Keberhasilan ini membuka harapan baru bagi lebih dari 100.000 pasien di AS yang menunggu donor organ, sekaligus memberi jalan menuju solusi berkelanjutan bagi krisis global kekurangan organ.

Sumber:

1.Rahasia Epitop: Kesamaan Mengejutkan Manusia dan Babi, Jurnal Atani Tokyo ( https://atanitokyo.blogspot.com/2025/01/pengenalan-epitop-dalam-model.html )

2.Sukses transplatasi ginjal babi ke manusia ( https://atanitokyo.blogspot.com/2025/01/keberhasilan-transplantasi-ginjal-babi.html) 

Introgresi

 

Introgresi, juga dikenal sebagai hibridisasi introgresif, dalam genetika berarti perpindahan materi genetik dari satu spesies ke dalam kumpulan gen spesies lain melalui penyilangan berulang-ulang suatu hibrida interspesifik dengan salah satu spesies induknya. Introgresi merupakan proses jangka panjang, meskipun dibuat-buat; mungkin diperlukan banyak generasi hibrida sebelum terjadi persilangan balik yang signifikan. Proses ini berbeda dari kebanyakan bentuk aliran gen karena proses ini terjadi antara dua populasi spesies berbeda, bukan dua populasi spesies yang sama.

 

Introgresi berbeda dengan hibridisasi sederhana. Hibridisasi sederhana menghasilkan campuran yang relatif merata; frekuensi gen dan alel pada generasi pertama akan merupakan campuran seragam dari dua spesies induk, seperti yang diamati pada bagal. Sebaliknya, introgresi menghasilkan campuran gen yang kompleks dan sangat bervariasi, dan mungkin hanya melibatkan persentase minimal genom donor.

 

Definisi

Introgresi atau hibridisasi introgresif adalah penggabungan (biasanya melalui hibridisasi dan penyilangan balik) gen atau alel baru dari satu takson ke dalam kumpulan gen takson kedua yang berbeda. Introgresi ini dianggap 'adaptif' jika transfer genetik menghasilkan peningkatan kebugaran takson penerima secara keseluruhan.[5]

Peristiwa introgresi kuno dapat meninggalkan jejak spesies yang punah dalam genom masa kini, sebuah fenomena yang dikenal sebagai introgresi hantu.[6]

 

Gambar di atas menunjukan model filogenetik hibridisasi introgresif; zona hibrida dari garis keturunan kedua spesies ditampilkan dengan warna biru, dengan setiap garis horizontal mewakili peristiwa introgresif individu.

 

Sumber variasi

Introgresi merupakan sumber penting variasi genetik dalam populasi alami dan dapat berkontribusi terhadap adaptasi dan bahkan radiasi adaptif.[7] Hal ini dapat terjadi di seluruh zona hibrid karena kebetulan, seleksi, atau pergerakan zona hibrid.[8] Terdapat bukti bahwa introgresi adalah fenomena umum pada tumbuhan dan hewan,[9][10] termasuk manusia,[11] yang mungkin menyebabkan alel mikrosefalin D.[12]

 

Telah dikemukakan bahwa, secara historis, introgresi dengan hewan liar merupakan kontributor besar terhadap beragamnya keanekaragaman yang ditemukan pada hewan peliharaan, dibandingkan berbagai peristiwa domestikasi independen.[13]

 

Hibridisasi introgresif juga terbukti penting dalam evolusi spesies tanaman peliharaan, kemungkinan menyediakan gen yang membantu ekspansi mereka ke lingkungan berbeda. Sebuah studi genomik dari Pusat Genomics dan Sistem Biologi Universitas New York Abu Dhabi menunjukkan bahwa varietas kurma peliharaan dari Afrika Utara menunjukkan hibridisasi introgresif antara 5–18% genomnya dari kurma liar Kreta Phoenix theophrasti ke kurma Timur Tengah P. dactylifera dll.

 

Proses tersebut juga mirip dengan evolusi apel melalui hibridisasi apel Asia Tengah dengan apel kepiting Eropa.[14] Hal ini juga telah menunjukkan bahwa padi indica muncul ketika padi japonica Cina tiba di India sekitar ~4.500 tahun yang lalu dan dihibridisasi dengan proto-indica yang tidak terdomestikasi atau O. nivara liar, dan mentransfer gen domestikasi utama dari japonica ke indica.[15]

 

Ada Beberapa Contoh

Manusia

Terdapat bukti kuat mengenai introgresi gen Neanderthal [16] dan gen Denisovan [17] ke dalam kumpulan gen manusia modern.

 

Burung-burung

Bebek Mallard mungkin adalah burung yang paling mampu melakukan hibridisasi dengan spesies bebek lainnya, seringkali sampai pada titik hilangnya identitas genetik spesies tersebut. Misalnya, populasi mallard liar telah secara signifikan mengurangi populasi bebek hitam Pasifik liar di Selandia Baru dan Australia melalui perkawinan silang.

 

Kupu-kupu

Salah satu contoh penting introgresi telah diamati dalam studi mimikri pada genus kupu-kupu Heliconius. Genus ini mencakup 43 spesies dan banyak ras dengan pola warna berbeda. Congener yang menunjukkan distribusi yang tumpang tindih menunjukkan pola warna yang serupa. Subspesies H. melpomene amaryllis dan H. melpomene timareta ssp. nov. tumpang tindih dalam distribusi.

 

Dengan menggunakan uji ABBA/BABA, beberapa peneliti telah mengamati bahwa terdapat sekitar 2% hingga 5% introgresi antara pasangan subspesies. Yang penting, introgresi ini tidak terjadi secara acak. Para peneliti melihat introgresi yang signifikan pada kromosom 15 dan 18, di mana ditemukan lokus mimikri penting (lokus B/D dan N/Yb). Mereka membandingkan kedua subspesies tersebut dengan H. melpomene agalope, yang merupakan subspesies dekat H. melpomene amaryllis di seluruh pohon genom. Hasil analisis menunjukkan tidak ada hubungan antara kedua spesies tersebut dengan H. melpomene agalope pada lokus B/D dan N/Yb. Selain itu, mereka melakukan analisis yang sama terhadap dua spesies lain dengan distribusi yang tumpang tindih, H. timareta florencia dan H. melpomene agalope. Mereka menunjukkan introgresi antara dua taksa, terutama pada lokus B/D dan N/Yb.

 

Akhirnya, mereka mengakhiri percobaan mereka dengan analisis filogenetik jendela geser, memperkirakan pohon filogenetik yang berbeda tergantung pada wilayah lokus yang berbeda. Ketika lokus penting dalam ekspresi pola warna, terdapat hubungan filogenetik yang erat antar spesies. Jika lokus tidak penting dalam ekspresi pola warna, kedua spesies tersebut berjauhan secara filogenetik karena tidak ada introgresi pada lokus tersebut.

 

Spesies domestik

Introgresi dapat mempunyai dampak yang signifikan antara populasi hewan liar dan domestik. Ini termasuk hewan peliharaan rumah tangga, seperti yang terlihat pada kucing[19] atau anjing.[20]

 

Tanaman

Introgresi telah diamati pada beberapa spesies tumbuhan. Misalnya, spesies iris dari Louisiana selatan telah dipelajari oleh Arnold dan Bennett (1993) mengenai peningkatan kebugaran varian hibrida.[21][22]

 

Ikan

Espinasa dkk. menemukan bahwa introgresi antara anggota Astroblepus yang tinggal di permukaan dan spesies troglomorfik, Astroblepus pholeter, menghasilkan perkembangan sifat-sifat yang sebelumnya hilang pada keturunannya, seperti mata dan saraf optik yang berbeda.[23]

 

Garis introgresi

Garus introgresi (IL) adalah spesies tanaman yang mengandung materi genetik yang diperoleh secara artifisial dari populasi relatif liar melalui persilangan balik berulang kali. Contoh koleksi IL (disebut IL-Library) merupakan penggunaan segmen kromosom dari Solanum pennellii (spesies tomat liar) yang diintrogresi ke dalam Solanum lycopersicum (tomat yang dibudidayakan). Garis IL-Library biasanya mencakup seluruh genom donor. Garis introgresi memungkinkan studi tentang lokus sifat kuantitatif, tetapi juga penciptaan varietas baru dengan memperkenalkan sifat-sifat eksotik.

 

Fusi garis keturunan

Fusi garis keturunan antara dua spesies sehingga membentuk garis keturunan hibrida.

Fusi garis keturunan pada pohon filogenetik; peristiwa introgresi individu dalam zona hibrid (biru) ditampilkan sebagai garis horizontal. Hibrida diproduksi sebelum garis keturunan menyatu, tetapi bergabung kembali dengan salah satu dari dua garis keturunan. Baik spesies A maupun B masih ada di kawasan yang diteliti.

 

Fusi garis keturunan adalah varian introgresi ekstrem yang dihasilkan dari penggabungan dua spesies atau populasi berbeda. Hal ini pada akhirnya menghasilkan satu populasi yang menggantikan atau menggantikan spesies induk di wilayah tersebut.[25] Beberapa fusi garis keturunan terjadi segera setelah dua taksa menyimpang atau berspesiasi, terutama jika terdapat sedikit hambatan reproduksi antar garis keturunan. [26] Kedua garis keturunan tersebut tidak sepenuhnya harus berkerabat dekat, namun memiliki kemampuan untuk menghasilkan keturunan yang layak.

 

Gambar di atas merupakan penggabungan garis keturunan pada pohon filogenetik; peristiwa introgresi individu dalam zona hibrid (biru) ditampilkan sebagai garis horizontal. Hibrida diproduksi sebelum garis keturunan menyatu, tetapi bergabung kembali dengan salah satu dari dua garis keturunan. Baik spesies A maupun B masih tersisa di kawasan yang diteliti.

 

REFERENSI

1.Anderson, Edgar; Hubricht, Leslie (1938)."Hybridization in Tradescantia. III. The Evidence for Introgressive Hybridization". American Journal of Botany. 25 (6): 396.

2.Anderson E, 1949. Introgressive hybridization. New York: Wiley & Sons

3.Harrison, R (2014). "Hybridization, Introgression, and the Nature of Species Boundaries". Journal of Heredity. 105: 795–809.

4.Ottenburghs, Jente; Kraus, Robert H. S.; van Hooft, Pim; van Wieren, Sipke E.; Ydenberg, Ronald C.; Prins, Herbert H. T. (2017)."Avian introgression in the genomic era". Avian Research. 8 (1): 30.

5.Suarez-Gonzalez, Adriana; Lexer, Christian; Cronk, Quentin C. B. (2018-03-31). "Adaptive introgression: a plant perspective". Biology Letters. 14 (3): 20170688.

6.Jente Ottenburghs (2020) Ghost Introgression: Spooky Gene Flow in the Distant Past. BioEssays. https://doi.org/10.1002/bies.202000012

7.Grant P.R., Grant B.R., Petren K. (2005). "Hybridization in the Recent Past". The American Naturalist. 166 (1): 56–67.

8.Richard Buggs (2007)."Empirical study of hybrid zone movement". Heredity. 99 (3): 301–312.

9.Dowling T. E.; Secor C. L. (1997). "The role of hybridization and introgression in the diversification of animals". Annual Review of Ecology and Systematics. 28 : 593–619.

10.Bullini L (1994). "Origin and evolution of animal hybrid species". Trends in Ecology and Evolution. 9 (11): 422–426.

11.Holliday T. W. (2003). "Species concepts, reticulations, and human evolution". Current Anthropology. 44 (5): 653–673.

12.Evans, Pd; Mekel-Bobrov, N; Vallender, Ej; Hudson, Rr; Lahn, Bt (Nov 2006). "Evidence that the adaptive allele of the brain size gene microcephalin introgressed into Homo sapiens from an archaic Homo lineage". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (48): 18178–83.

13.Blaustein, R. (2015). "Unraveling the Mysteries of Animal Domestication". BioScience. 65: 7–13.

14.Flowers, Jonathan; et al. (2019)."Cross-species hybridization and the origin of North African date palms". Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 116 (5): 1651–1658. Bibcode:2019PNAS..116.1651F.

15.Choi, Jae; et al. (2017). "The Rice Paradox: Multiple Origins but Single Domestication in Asian Rice". Molecular Biology and Evolution. 34 (4): 969–979.

16.Wills, Christopher (2011). Genetic and Phenotypic Consequences of Introgression Between Humans and Neanderthals. Advances in Genetics. Vol. 76. pp. 27–54.

17.Huerta-Sánchez, Emilia; Jin, Xin; Asan; Bianba, Zhuoma; Peter, Benjamin M.; Vinckenbosch, Nicolas; Liang, Yu; Yi, Xin; He, Mingze; Somel, Mehmet; Ni, Peixiang; Wang, Bo; Ou, Xiaohua; Huasang; Luosang, Jiangbai; Cuo, Zha Xi Ping; Li, Kui; Gao, Guoyi; Yin, Ye; Wang, Wei; Zhang, Xiuqing; Xu, Xun; Yang, Huanming; Li, Yingrui; Wang, Jian; Wang, Jun; Nielsen, Rasmus (2014). "Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA". Nature. 512 (7513): 194–197.

18.The Heliconius Genome Consortium (2012). "Butterfly genome reveals promiscuous exchange of mimicry adaptations among species". Nature. 487 (7405): 94–98.

19.Review of scientific papers on gene introgression between wild and domestic cats

20.Review and link to scientific papers regarding introgression of dog genes into wild canid populations

21.Arnold, M. L. & Bennett, B. D. (1993). Natural Hybridization in Louisiana irises: genetic variation and ecological determinants. In: Harrison, R. G. ed. (1993). Hybrid Zones and Evolutionary Process, pp. 115–139. New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-506917-4

22.Arnold, Michael L. (1994). "Natural Hybridization and Louisiana Irises". BioScience. 44 (3): 141–147.

23.Espinasa, Luis; Robinson, Jenna; Soares, Daphne; Hoese, Geoffrey; Toulkeridis, Theofilos; Iii, Rickard Toomey (2018-08-15)."Troglomorphic features of Astroblepus pholeter, a cavefish from Ecuador, and possible introgressive hybridization". Subterranean Biology. 27: 17–29.

24.Eshed, Y (1995) An Introgression Line Population of Lycopersicon pennellii in the Cultivated Tomato Enables the Identification and Fine Mapping of Yield-Associated QTL

25.Garrick, Ryan C.; Banusiewicz, John D.; Burgess, Stephanie; Hyseni, Chaz; Symula, Rebecca E. (2019). "Extending phylogeography to account for lineage fusion". Journal of Biogeography. 46 (2): 268–278.

26.Garrick, Ryan C.; Benavides, Edgar; Russello, Michael A.; Hyseni, Chaz; Edwards, Danielle L.; Gibbs, James P.; Tapia, Washington; Ciofi, Claudio; Caccone, Adalgisa (2014)."Lineage fusion in Galápagos giant tortoises" (PDF). Molecular Ecology. 23 (21): 5276–5290.

SUMBER

Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Introgression