Studi baru tentang jam sirkadian menunjukkan ‘DNA sampah’ memainkan peran kunci dalam mengatur ritme – ScienceDaily

Studi baru tentang jam sirkadian menunjukkan ‘DNA sampah’ memainkan peran kunci dalam mengatur ritme – ScienceDaily


Jika Anda pernah mengalami jet lag yang parah, Anda pasti tahu bagaimana gangguan pada ritme sirkadian tubuh Anda membuatnya sulit untuk berfungsi. “Jam” sirkadian molekuler ada dalam sel-sel di seluruh tubuh, mengatur lebih dari sekadar siklus tidur dan bangun – jam itu sangat penting bagi banyak aspek kesehatan manusia. Selama lebih dari satu dekade, para peneliti telah mencoba untuk mencari tahu apa yang membuat mereka berdetak, untuk mencari wawasan baru tentang penyakit seperti Alzheimer, kanker, dan diabetes.

Hingga saat ini, penelitian tersebut berfokus pada apa yang dikenal sebagai gen jam, yang menyandikan protein yang menggerakkan siklus berosilasi ekspresi gen yang memengaruhi fisiologi dan perilaku. Tetapi penelitian baru saja dipublikasikan di Prosiding National Academy of Sciences mengungkapkan penemuan roda penggerak baru di jam sirkadian – lapisan pengatur seluruh genom yang terdiri dari rantai kecil nukleotida non-coding yang dikenal sebagai mikro RNAS (miRNA).

“Kami telah melihat bagaimana fungsi gen jam ini sangat penting dalam banyak penyakit yang berbeda,” kata Steve Kay, Profesor Rektor bidang neurologi, teknik biomedis dan biologi komputasi kuantitatif di Keck School of Medicine of USC. “Tapi apa yang kami buta adalah jaringan gen funky yang sama sekali berbeda yang juga penting untuk regulasi sirkadian dan ini adalah dunia gila yang kami sebut microRNA non-coding.”

“DNA sampah” terbukti menjadi alat yang berharga dalam ritme sirkadian

Sebelumnya dianggap sebagai “DNA sampah”, miRNA sekarang diketahui memengaruhi ekspresi gen dengan mencegah RNA pembawa pesan membuat protein. Penelitian sebelumnya menunjukkan miRNA mungkin memiliki peran dalam fungsi jam sirkadian tetapi menentukan mana dari ratusan miRNA dalam genom yang mungkin terlibat tetap menjadi masalah.

Kay dan timnya, dipimpin oleh Lili Zhou, rekan peneliti di Departemen Neurologi Sekolah Keck, beralih ke Institut Genomik dari Novartis Research Foundation (GNF) di San Diego yang telah menciptakan robot yang mampu melakukan eksperimen dengan hasil yang tinggi. Bekerja dengan para ilmuwan di institut tersebut, Zhou mengembangkan layar throughput yang tinggi untuk robot untuk menguji hampir 1000 miRNA dengan mentransfernya secara individual ke dalam sel yang telah direkayasa oleh tim untuk menyala dan mati, berdasarkan siklus jam sirkadian 24 jam sel.

“Kolaborasi dengan GNF memungkinkan kami untuk melakukan pendekatan skrining genom berbasis sel pertama untuk secara sistematis mengidentifikasi mana dari ratusan miRNA yang mungkin memodulasi ritme sirkadian,” kata Zhou.

“Kami sangat terkejut,” kata Kay, “kami menemukan sekitar 110 hingga 120 miRNA yang melakukan ini.”

Dengan bantuan Caitlyn Miller, seorang sarjana biokimia dari USC Dornsife, para peneliti kemudian memverifikasi dampak pada ritme sirkadian dengan menonaktifkan miRNA tertentu yang diidentifikasi oleh layar di garis sel bercahaya mereka. Menghentikan miRNA memiliki efek berlawanan pada ritme sirkadian sel saat menambahkannya ke dalam sel.

Dampak fisiologis dan perilaku miRNA

Para peneliti juga fokus pada dampak fisiologis dan perilaku miRNA. Mereka menganalisis perilaku tikus dengan kelompok miRNA tertentu yang dinonaktifkan – miR 183/96/182 – dan melihat bahwa menonaktifkan kelompok tersebut mengganggu perilaku mereka yang menjalankan roda dalam gelap dibandingkan dengan tikus kontrol. Mereka kemudian memeriksa dampak cluster miRNA pada otak, retina dan jaringan paru-paru, dan menemukan bahwa menonaktifkan cluster mempengaruhi ritme sirkadian dengan cara yang berbeda di setiap jenis jaringan – menunjukkan bahwa cara miRNA mengatur jam sirkadian adalah jaringan tertentu.

Memahami dampak miRNA pada jam sirkadian di jaringan individu dapat mengungkapkan cara baru untuk mengobati atau mencegah penyakit tertentu.

“Di otak kami tertarik untuk menghubungkan jam ke penyakit seperti Alzheimer, di paru-paru kami tertarik untuk menghubungkan jam dengan penyakit seperti asma,” kata Kay. “Langkah selanjutnya saya pikir bagi kita untuk memodelkan keadaan penyakit pada hewan dan dalam sel dan melihat bagaimana mikroRNA ini berfungsi dalam keadaan penyakit tersebut.”

Pekerjaan ini didukung oleh National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases Grant 5R01DK108087 kepada SAK

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Sekolah Kedokteran Keck USC. Asli ditulis oleh Laura LeBlanc. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen