PROBACA.ID –
Bagaimana kalau masalah pada otak bukan hanya soal “sampah” yang menumpuk, tetapi juga soal cara DNA menata dirinya sendiri? Selama ini, Alzheimer paling sering dibicarakan lewat dua tanda khas: plak amiloid-beta dan kusut protein tau. Namun, penelitian baru menunjukkan ada lapisan lain yang tak kalah penting—dan letaknya tersembunyi di dalam lipatan genom.
Genom sering dibayangkan sebagai untaian DNA lurus. Padahal, di dalam sel, DNA terlipat dan tersusun dalam ruang tiga dimensi, mirip benang panjang yang harus dilipat rapi agar muat di dalam laci kecil. Cara lipatan ini menentukan bagian DNA mana yang mudah “diakses” dan gen mana yang aktif.
Dalam studi yang diterbitkan di jurnal Science, para ilmuwan dari Ray and Stephanie Lane Computational Biology Department, Department of Neurobiology University of Pittsburgh, dan sejumlah institusi mitra menemukan bahwa pola lipatan genom berubah pada beberapa jenis sel otak penderita Alzheimer.
Tim meneliti sampel otak bagian korteks prefrontal—wilayah di bagian depan otak—dari orang dengan dan tanpa Alzheimer. Sampel tersebut berasal dari peserta studi demensia jangka panjang yang kemudian mendonasikan otaknya untuk penelitian.
Agar bisa melihat gambaran yang sangat rinci, peneliti menggabungkan beberapa teknologi. Salah satunya GAGE-seq, metode yang dapat mengukur aktivitas gen sekaligus hubungan antarbagiannya dalam genom pada sel yang sama. Data itu kemudian dipadukan dengan peta spasial, sehingga peneliti juga bisa melihat di mana perubahan molekuler terjadi dalam jaringan otak.
Hasilnya cukup menarik. Pada sel Alzheimer, batas antara wilayah genom yang biasanya aktif dan tidak aktif tampak lebih kabur. Peneliti menyebutnya increased compartment mingling, atau “campur-aduk kompartemen” yang lebih besar. Interaksi antara bagian-bagian DNA yang berdekatan juga berkurang, sementara sebagian kontak dengan wilayah yang lebih jauh justru menguat.
Perubahan tata ruang ini berkaitan dengan menurunnya aktivitas gen yang mendukung neuron dan sinapsis—titik komunikasi antarsel saraf. Ada pula perubahan pada program metabolisme dan respons terhadap stres sel. Pada mikroglia, sel imun yang membantu menjaga kesehatan otak, perubahan tersebut terhubung dengan program yang berkaitan dengan penuaan sel.
Untuk menghubungkan bentuk genom dengan aktivitas gen, tim mengembangkan model kecerdasan buatan bernama Hicformer. Model ini memadukan informasi urutan DNA dan pola lipatannya untuk memprediksi aktivitas gen pada berbagai jenis sel.
“Alzheimer tidak bisa dipahami hanya dari satu lapisan,” kata Jian Ma, pemimpin studi. Hansruedi Mathys dari Pitt menambahkan bahwa perubahan struktur kromatin—DNA beserta protein pengemasnya—kini layak dipandang sebagai bagian dari biologi molekuler Alzheimer.
Jadi, Alzheimer mungkin bukan hanya kisah tentang apa yang menumpuk di otak. Ini juga tentang bagaimana “benang” DNA kehilangan kerapian lipatannya—dan ketika tata ruang itu berubah, instruksi penting bagi sel pun bisa ikut kacau.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Diolah dari sumber ScienceDaily
