Penemuan Terobosan pada DNA
Tumbuhan Dapat Memperlambat Proses Penuaan pada Manusia
Ilmu pengetahuan telah mengidentifikasi "mata rantai yang hilang"
dalam keabadian seluler antara manusia dan hewan bersel satu di dunia tumbuhan,
menurut sebuah studi baru yang dipimpin oleh para ilmuwan dari Arizona State
University dan Texas A&M University.
"Ini adalah pertama kalinya kami mengidentifikasi struktur rinci dari
komponen telomerase pada tumbuhan," ujar Dr. Julian Chen, salah satu
penulis studi dan profesor biokimia di Arizona State University. Penelitian ini
diterbitkan pada hari Senin di jurnal Proceedings of the National Academy of
Sciences.
Methuselah adalah pohon pinus bristlecone berusia 4.845 tahun di California
Timur, dinamai sesuai tokoh Alkitab yang memiliki umur terpanjang, yakni 969
tahun. Lokasi pasti Methuselah dirahasiakan untuk melindunginya dari
vandalisme. Methuselah merupakan organisme hidup tertua yang diketahui secara
non-klonal di dunia, hingga penemuan pada 2013 tentang pohon pinus lain yang
tumbuh pada tahun 3051 SM dengan usia lebih dari 5.000 tahun.
Telomerase adalah enzim yang membentuk DNA dari telomer, struktur senyawa
yang berada di ujung kromosom kita. Telomer melindungi sel kita dari penuaan
saat mereka berkembang biak.
"Dalam hal penelitian fundamental, ini adalah terobosan besar karena
sekarang kita akhirnya memiliki cara untuk mempelajari telomerase pada tumbuhan
dan memahami sejauh mana perbedaannya atau kesamaannya dengan hewan," kata
Chen.
Apakah penemuan ini bisa membuat manusia suatu hari hidup selama pohon
Methuselah, spesies pinus bristlecone yang dapat hidup lebih dari 5.000 tahun?
Mungkin suatu hari nanti.
"Ini adalah penelitian dasar. Penerapannya pada manusia masih sangat
jauh," ujar Chen.
Namun, para ahli seperti Elizabeth Blackburn dari University of California,
San Francisco, memiliki pandangan optimis. Blackburn memenangkan Hadiah Nobel
dalam Fisiologi atau Kedokteran pada 2009, bersama dengan Carol Greider dari
Johns Hopkins dan Jack Szostak dari Harvard, atas penemuan mereka tentang
telomer dan telomerase.
"Dengan sangat menarik, makalah ini melaporkan bagaimana tumbuhan
mengisi mata rantai yang hilang dalam sejarah evolusi RNA telomerase ... dari
nenek moyang kita yang paling sederhana," kata Blackburn. "Pemahaman
fundamental baru ini mungkin membuka jalan bagi cara baru untuk mengoptimalkan
pemeliharaan telomer demi kesehatan manusia."
Kunci Umur Sel
Telomer dapat diibaratkan sebagai tutup plastik di ujung tali sepatu.
Tingkat telomerase yang tinggi menjaga telomer tetap panjang, sehingga mereka
dapat terus melindungi sel kita dari kerusakan saat membelah.
Sebagian besar sel dalam tubuh kita memiliki tingkat telomerase yang sangat
rendah, sehingga menua seiring pembelahannya (bayangkan ujung tali sepatu yang
aus hingga habis). Sel yang menua berarti tubuh yang menua, dengan sel-sel yang
tidak lagi berfungsi normal.
Namun, ketika ujung sel dilindungi oleh telomer, hanya sebagian kecil
telomer yang hilang saat sel membelah, dan DNA penting tetap tidak rusak.
Mengingat sel rata-rata membelah sekitar 50 hingga 70 kali, ketiadaan penutup
pelindung dapat menyebabkan ketidakstabilan kromosom atau sel yang berhenti
membelah.
Pada manusia, misalnya, kromosom dalam sel telur, sperma, dan sel punca mengandung
tingkat telomerase yang tinggi, sehingga dapat terus membelah tanpa mengalami
penuaan yang cepat.
Pencarian Keabadian Seluler
Namun, bahkan telomer tidak memiliki kehidupan abadi. Setiap kali sel
bereplikasi, sekitar 20 pasangan basa hilang dari telomer. Kita dapat
kehilangan lebih banyak — 50 hingga 100 pasangan basa per pembelahan sel —
ketika tubuh kita mengalami stres oksidatif.
Kita menciptakan stres oksidatif pada tubuh dengan merokok, pola makan
buruk, stres, dan kebiasaan hidup berbahaya lainnya. Antara keausan normal dan
stres oksidatif dari gaya hidup kita, bahkan telomer yang panjang sekalipun
akan habis.
Namun, jika ilmu pengetahuan dapat memanfaatkan rahasia enzim telomerase,
sangat mungkin kita dapat memperpanjang usia telomer, memperlambat proses
penuaan.
Kita mungkin juga dapat membalikkan penyakit di mana telomer menjadi
pendek, seperti fibrosis paru.
Manfaat lain dari memecahkan misteri ini adalah kemampuan untuk
mengendalikan sel kanker. Sel kanker mengandung tingkat telomerase yang tinggi,
memungkinkan mereka terus bereplikasi hingga membentuk tumor.
Mematikan aktivitas telomerase pada sel kanker dapat memendekkan
telomernya, mengikisnya hingga panjang kritis, yang kemudian memicu kematian
sel terprogram.
Tujuan akhir: menghentikan kanker secara total.
Mengapa Telomerase pada Tumbuhan
Penting
Ketika Blackburn, Greider, dan Szostak memenangkan Hadiah Nobel pada 2009,
itu adalah karena penemuan mereka yang luar biasa tentang telomer dan
telomerase. Mereka mengekstraksi DNA telomer dari organisme bersel tunggal di
air kolam, menunjukkan bagaimana itu melindungi kromosom pada ragi, dan
mengidentifikasi serta menamai enzim telomerase yang membangun DNA telomer dan
memperpanjang hidupnya.
Sejak saat itu, telomerase ditemukan hampir secara universal di berbagai
spesies, tetapi dengan cara yang rumit.
"Aksi enzim ini serupa dari organisme paling sederhana hingga
manusia," kata Blackburn. "Namun, bagian RNA telomerase dari
telomerase telah lama menjadi misteri karena sangat berbeda antara cabang
evolusi kehidupan yang berbeda."
Setiap spesies memiliki elemen unik dalam RNA telomernya, dan tidak
semuanya tampaknya melindungi dari penuaan. Misalnya, beberapa spesies dengan
telomer lebih panjang memiliki masa hidup lebih pendek dibandingkan dengan yang
memiliki telomer lebih pendek.
Para ilmuwan terus mengeksplorasi peran telomer dan enzim telomerase dalam
penuaan, dan kini percaya bahwa mereka mungkin hanya menjadi salah satu bagian
dari proses penuaan, setidaknya pada hewan.
"Jika sel memiliki telomerase, mereka akan hidup lebih lama, tetapi
sel-sel ini hanya sebagian dari tubuh Anda," kata Chen. "Apakah ini
dapat menunda penuaan individu secara keseluruhan atau meningkatkan umur
panjang mereka, itu cerita yang berbeda."
Kini ilmu pengetahuan memiliki seluruh kerajaan baru telomerase untuk
dipelajari: Plantae, yang terdiri dari lebih dari 2.500 spesies.
"Mungkin aktivitas telomerase berbeda pada tumbuhan dibandingkan
dengan hewan," kata Chen. "Kami tahu bahwa beberapa intinya serupa,
tetapi mungkin ada fitur tambahan yang spesifik untuk tumbuhan."
"Kami berharap dapat mempelajari sesuatu dari regulasi, mekanisme,
atau struktur mereka yang dapat diterapkan pada telomerase manusia," ujar
Chen. "Jadi dalam hal penelitian dasar, ini sangat menarik karena ini
adalah kerajaan baru yang benar-benar dapat kami eksplorasi untuk memahami
bagaimana telomer menjalankan fungsinya pada tumbuhan."
SUMBER:
www.cnn.com
https://t.co/DqY51B2uYC