Jumat, 21 Oktober 2011 – Penelitian baru ini menunjukkan bahwa gen-gen baru dengan fungsi-fungsi barunya mungkin juga memainkan peran penting yang sebelumnya diabaikan dalam evolusi otak manusia.


Gen-gen muda yang muncul sejak cabang primata terrpisah dari spesies mamalia lainnya terekspresikan dalam struktur unik otak manusia yang sedang berkembang, demikian yang ditemukan dalam sebuah analisis baru. Korelasi ini menunjukkan bahwa para ilmuwan yang mempelajari evolusi otak manusia harus memperhatikan pula gen-gen baru dalam tahap awal perkembangan otak.

“Ada korelasi antara originasi gen baru dan evolusi otak,” kata Manyuan Long, PhD, Profesor Ekologi & Evolusi di Universitas Chicago dan penulis senior studi dalam PLoS Biology. “Kami tidak bicara tentang satu atau dua gen, tapi sedang bicara tentang banyak gen. Ini adalah proses yang terus bergerak dan mengubah otak kita.”

Para ilmuwan telah lama berupaya memecahkan bagaimana otak berevolusi hingga memiliki ciri-ciri anatomi dan kemampuan fungsional yang membuat manusia terpisah dari nenek moyang primata mereka. Dengan tuntasnya Human Genome Project pada tahun 2003 dan berkembangnya ketersediaan urutan genom primata dan spesies lain, para peneliti telah berfokus pada genetika untuk mencari jawaban tentang evolusi otak.

Dari studi-studi mereka, banyak ilmuwan telah memperkirakan bahwa regulasi diferensial gen yang terlestari pada seluruh spesies, bertanggung jawab atas berbedanya otak manusia secara dramatis. Namun dalam sebuah studi tahun 2010, laboratorium Long menemukan bahwa gen-gen muda tertentu spesies sama pentingnya dengan gen-gen terlestari yang lebih tua bagi perkembangan organisme.

Untuk makalah PLoS Biology, para peneliti menggabungkan database usia gen dengan data transkripsi manusia dan tikus untuk mencari kapan dan di mana gen-gen muda tertentu pada masing-masing spesies diekspresikan.

Para peneliti menemukan bahwa gen-gen muda tertentu primata yang diekspresikan dalam otak memiliki persentase yang lebih tinggi dibandingkan dengan gen-gen muda tertentu tikus. Gen muda tertentu manusia juga lebih diekspresikan dalam perluasan struktur baru otak manusia, seperti neokorteks dan korteks prefrontal.

“Gen-gen yang lebih baru ditemukan pada bagian-bagian baru otak manusia,” kata Yong Zhang, PhD, peneliti pascadoktoral dan penulis pertama studi. “Kita tahu otak adalah yang paling luar biasa berbeda di antara manusia dan mamalia serta primata lainnya. Gen-gen baru ini merupakan kandidat untuk studi di masa depan, sebagaimana mereka lebih mungkin untuk mendasari perbedaan ini.”

Saat-saat gen-gen muda tertentu manusia diekspresikan dalam otak juga menarik minat para peneliti. Zhang yang mengkalkulasi saat gen-gen muda diekspresikan di dalam otak manusia, menemukan bahwa gen-gen tersebut lebih mungkin untuk muncul selama perkembangan janin atau bayi.

Aktivitas awal gen-gen ini menunjukkan bahwa para ilmuwan harus melihat pada tahap perkembangan sebelumnya untuk aktivitas genetik yang pada akhirnya membentuk kompleksitas otak manusia.

“Apa yang benar-benar mengejutkan adalah bahwa gen-gen paling baru evolusi pada blok bertindak lebih awal,” kata rekan-penulis Patrick Landback, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Long. “Gen-gen tertentu primata bertindak sebelum kelahiran, bahkan ketika embrio manusia tidak terlihat sangat berbeda dengan embrio tikus. Namun perbedaan sebenarnya ditata lebih awal.”

Sejauh ini, para peneliti yang membandingkan otak dewasa di antara spesies telah berfokus pada perbedaan regulasi sebagai pendorong utama perubahan evolusioner. Namun penelitian baru ini menunjukkan bahwa gen-gen baru dengan fungsi-fungsi barunya mungkin juga memainkan peran penting yang sebelumnya diabaikan dalam evolusi otak manusia.

“Secara tradisional, orang tidak yakin bahwa protein baru atau sebuah gen baru dapat memainkan peran dalam proses penting. Kebanyakan orang hanya memperhatikan regulasi gen,” kata Long. “Tapi dari total sekitar 1.300 gen baru, hanya 13 persen yang terlibat dalam regulasi baru. Sisanya, sekitar 1.100 gen, adalah gen baru yang sepenuhnya membawa jenis fungsi baru.”

Penelitian di masa depan akan melihat fungsi gen ini dan peran mereka yang mungkin telah berperan dalam membangun keunikan otak manusia.

“Orang cenderung mempelajari gen yang fungsi-fungsi lamanya sudah hadir pada organisme, dan bukan pada gen baru,” kata Maria Vibranovski, PhD, rekan penulis studi dan profesor asisten penelitian. “Pekerjaan ini akan membuka jendela sehingga orang akan mulai bekerja pada gen-gen baru untuk berusaha mencari tahu apa yang menjadi fungsi sebenarnya.”

Untuk saat ini, para penulis menekankan bahwa temuan mereka hanyalah korelasi antara penampilan gen-gen muda tertentu manusia dan munculnya evolusi struktur otak yang canggih. Lebih banyak data yang perlu dikumpulkan dalam hal waktu dan lokasi ekspresi gen pada primata non-manusia untuk menentukan secara tepat gen baru dan fungsi biologis yang mana yang berkontribusi pada evolusi otak manusia.

“Kami tidak tahu apakah pengamatan ini memiliki penyebab biologis, dan terdapat jalan yang panjang untuk memulai dari sana, tetapi korelasi ini dapat memprediksi beberapa pekerjaan di masa depan yang harus dikerjakan,” kata Long.

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s