Sperma Aktifkan Sebagian Besar Gen untuk Perbaiki DNA, Ahli Jelaskan

KOMPAS.com - Dalam sebuah studi yang baru-baru ini dilakukan, menunjukkan ternyata sperma manusia dapat mengaktifkan sebagian besar gen pada keturunannya.

Sistem pemindaian dalam sperma dinilai mampu mengendalikan laju evolusi manusia, hal itu diungkapkan para peneliti di NYU Grossman School of Medicine seperti dilansir dari Science Daily, Senin (27/1/2020).

Fokus dari penelitian ini adalah misteri biologi pada sel sperma yang sejauh ini diketahui 90 persen mengaktifkan gen terbesar.

Sebuah pola yang juga terlihat pada spesies tikus, burung dan lalat buah. Sel-sel di sebagian organ mengekspresikan sekitar 60 persen dari kode genetik mereka.

Penulis senior Itai Yanai, direktur Institute for Computational Medicine at NYU Langone Health mengatakan sekarang semakin jelas, bahwa sperma ternyata mampu mengaktifkan lebih banyak gen saat mereka berkembang.

"Sebab, hal itu dilakukan melalui proses perbaikan DNA dan melindungi integritas pesan yang akan diwariskan," sambung Yanai.

Yanai juga memaparkan adanya perbaikan pada sperma kurang aktif dalam gen yang diaktifkan, namun hal itu lebih jarang.

Berdasarkan hal itu, profesor di Departemen Biokimia dan Farmakologi Molekuler di NYU Grossman School of Medicine ini mengatakan studi tersebut mendukung teori evolusi menggunakan frekuensi transkripsi sebagai pengungkit.

"Mempertahankan kode DNA dalam beberapa gen, tetapi menolaknya untuk memungkinkan perubahan di tempat lain ketika itu berkontribusi untuk bertahan hidup," jelas dia.

Contoh gen yang tidak diaktifkan, tidak diperbaiki dan bebas untuk mengakumulasi perubahan dalam sperma adalah yang terkait dengan kekebalan atau imun. Gen ini harus berkembang, jika tubuh ingin mengenali dan menyerang bakteri dan virus yang terus berkembang.

Analisa pola ekspresi gen

Untuk melakukan studi baru, penulis menganalisisi pola ekspresi gen selama pematangan sperma pada resolusi tunggal.

Pertama dengan mengumpulkan sampel jaringan testis manusia, dibiopsi dari sukarelawan yang disetujui. Dengan menggunakan mikrofluida, mereka kemudian melewatkan semua sel dalam sampel ke dalam tabung. 

Tim mereferensikan temuan ini dengan variasi DNA yang diketahui dalam basis data populasi manusia untuk memperkirakan seberapa sering perbaikan terjadi pada gen yang diberikan.

Yang mengejutkan, para peneliti menemukan gen yang diaktifkan beberapa kali selama pengembangan sel sperma mengandung 15-20 persen kesalahan kode DNA.

Kesalahan kode DNA itu lebih sedikit daripada gen yang tidak diekspresikan, dengan perbedaan yang dikaitkan dengan perbaikan transcription-coupled repair (TCR).

Proses ini menggantikan tambalan DNA yang rusak tepat sebelum instruksi yang dikandungnya diubah menjadi bahan genetik terkait selama transkripsi.

Ke depan, tim peneliti akan berusaha mengkonfirmasi apakah perubahan genetik yang diturunkan sperma terjadi lebih sering pada gen yang tidak diekspresikan selama pematangan sperma.

Ini mungkin akan mengungkapkan wawasan tentang penyebab banyak penyakit genetik yang terkait dengan perubahan sperma ayah yang menua. Sel reproduksi pria diketahui membelah dan berkembang biak sepanjang hidup seseorang, dengan kesalahan yang terjadi setiap kali.

Menurut para penulis, ini mungkin memberikan alasan untuk keberadaan pemindaian luas secara unik pada sperma. Sebab, sel telur yang diterima oleh setiap wanita di dalam rahim tidak berkembang biak selama sisa hidupnya.

Penulis pertama, Bo Xia mengatakan kelangsungan hidup yang terkuat adalah dasar dari teori evolusi.

"Tetapi, bagaimana jika mekanisme lain bias tipe gen mana yang lebih rentan untuk berubah sebelum seleksi alam dapat melakukannya," kata Xia.

Bias seperti itu, sambung Xia, dalam testis akan memiliki efek dramatis, tetapi hanya dalam skala waktu evolusi, misalnya jutaan tahun.