Gen Pengontrol Tidur

“Ketika malam tiba, tubuh kita menjadi lelah dan mengantuk” adalah kondisi yang kita lihat di permukaan. Tetapi di belakang layar,  rangkaian mekanisme kompleks pada tingkat molekuler, dikendalikan oleh gen-gen kita, bekerja keras untuk mewujudkan kondisi “mengantuk”.
Tulisan ini semoga menjadi informasi berguna untuk mereka yang tertarik pada “kantuk”, terutama para insomnia mania.
Saat ini, peneliti telah berhasil mengidentifikasi sebuah gen bernama Insomniac, yang berperan dalam kondisi “mengantuk” dengan menggunakan sistem model pada lalat buah (Drosophila melanogaster). Dalam biologi molekuler hewan, sistem model yang paling sering digunakan adalah lalat buah, sedangkan pada tanaman menggunakan Arabidopsis thaliana. Adalah Nicholas Stavropoulus, seorang post-doc, dan Michael W. Young, Profesor di Richard and Jean Fisher dan Kepala Laboratorium Genetik di Rockefeller University yang telah melakukan skrining genetik pada lebih dari 21000 lalat buah.
Dengan menggunakan sinar inframerah untuk mendeteksi ketika lalat tertidur, mereka menemukan bahwa mutasi pada gen insomniac berhubungan dengan penurunan dramatis jumlah waktu tidur. Lalat buah normal tidur dengan rata-rata waktu 927 menit per hari, sedangkan lalat buah dengan mutasi gen insomniac hanya 317 menit per hari. Lalat termutasi juga tidur dalam frekuensi bangun lebih sering.
Hasil penelitian tersebut membuktikan bahwa gen Insomniac berperan dalam menciptakan kondisi tidur dan menjaga durasi waktu tidur pada lalat buah. Yang lebih menarik bagi para ahli biologi molekuler hewan adalah bahwa gen tersebut mungkin bekerja melalui mekanisme homeostasis. Berbeda dengan studi selama ini yang menghubungkan tidur dengan jam biologis (cicardian clock). Artinya, gen tersebut bekerja bukan berdasarkan waktu akan tetapi berdasarkan kebutuhan tubuh (homeostasis adalah sistem yang menjaga tubuh tetap stabil, dlm keseimbangan kebutuhan).
Secara molekuler, peneliti percaya bahwa Insomniac bekerja melalui serangkaian degradasi protein yang melibatkan kompleks bernama Cul3 (salah satu dari famili protein degradasi). Sebagaimana kita ketahui, proses degradasi protein sangat penting untuk tubuh dalam menjaga homeostasis). Jika hasil tersebut benar, maka inilah untuk pertama kalinya diketahui bahwa kondisi tidur berhubungan dengan degradasi protein.
Peneliti juga mencari hubungan antara tidur dan masa hidup. Lalat dengan mutasi gen insomniac hidup hanya 3/4 masa hidup lalat normal. Akan tetapi ketika peneliti menghilangkan gen tersebut pada sistem syaraf (neuron), lalat tersebut tidur tetap kurang dari lalat normal namun memiliki masa hidup yang sama. Penemuan ini berarti bahwa gen Insomniac kemungkinan besar berperan dalam pengaturan tidur mempengaruhi gen lain yang berperan dalam pengaturan masa hidup. Ketika gen Insomniac dihilangkan, gen masa hidup tetap berfungsi normal.
Hal tersebut diatas menunjukkan bahwa kekurangan tidur kemungkinan besar tidak mengurangi masa hidup. Kalimat sebelum ini mungkin membuat bersorak para insomnia.
Tidur adalah perilaku dan kebutuhan dasar pada semua hewan. Secara umum diketahui bahwa tidur merupakan mekanisme recharging otak dan penyimpanan memori jangka panjang. Sistem kardiovaskular juga mendapatkan sedikit break ketika kita tidur. Selama tidur, tubuh mendapatkan pula kesempatan untuk memperbaiki jaringan otot dan sel mati. Pada anak-anak dan orang dewasa, hormon pertumbuhan diketahui dilepaskan selama kita tidur.
Hasil penelitian diatas mengenai gen Insomniac memberikan beberapa petunjuk mengenai bagaimana tidur diatur pada tingkat molekuler dan dapat berguna untuk memahami masalah terkait tidur (penyakit, dsb).
Sumber wacana :
Stavropoulos N, Young Michael W (2011) insomniac and Cullin-3 Regulate Sleep and Wakefulness in Drosophila. Neuron 72: 964-976. DOI:10.1016/j.neuron.2011.12.003
Web article 1
Web article 2

Posted in: sains