
“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