Percepatan Penuaan Otak Disebabkan Kromosom X yang Diwariskan dari Ibu

Untuk mengeksplorasi ide ini, Dubal Samira Abdulai-Saiku, seorang peneliti pascadoktoral di UCSF, dan rekan-rekannya melakukan eksperimen dengan tikus lab betina dari berbagai usia. Beberapa eksperimen melibatkan penggunaan trik genetik untuk membungkam semua kromosom X paternal pada tikus tertentu.

Dengan pembungkaman semua kromosom X Paternal pada tikir maka hanya kromosom X induk yang aktif. Tikus-tikus ini dibandingkan dengan tikus lain yang memiliki campuran kromosom X maternal dan paternal yang aktif. “Saya benar-benar menyukai pendekatan itu,” kata Buckley.

Buckley membandingkan betina dengan jantan akan memperkenalkan faktor-faktor terkait jenis kelamin tambahan, seperti perbedaan hormone. Tim tersebut juga memastikan bahwa kromosom X dari setiap orang tua identik secara genetic.

Jadi, setiap perbedaan yang muncul akan terkait dengan orang tua mana yang mewariskannya, bukan dengan perbedaan dalam gen itu sendiri, jelasnya. Hal ini juga memungkinkan tim untuk menentukan perbedaan dalam epigenetika penanda kimia yang menempel pada DNA dan mengendalikan gen mana yang dapat diaktifkan.

Tikus “Mom-X” muda secara kognitif mirip dengan tikus muda lainnya, melakukan hal yang hampir sama dalam uji berbasis labirin. Namun pada usia yang lebih tua, mereka menunjukkan penurunan kognitif yang lebih tajam, terutama dalam memori spasial dan memori kerja mereka. “Hasil pengujian menunjukkan efek yang cukup mencolok,” kata Dubal.

Tim tersebut bertanya-tanya apakah penurunan ini terkait dengan perubahan pada hipokampus, pusat memori utama di otak. Untuk mengetahuinya, mereka mengamati penanda epigenetik pada DNA dari hipokampus tikus muda dan tua.

Penanda epigenetik berubah sepanjang rentang hidup, dengan pola tertentu yang berkorelasi dengan usia biologis yang “lebih tinggi”dengan kata lain, tingkat penuaan yang lebih lanjut. Pada usia kronologis yang lebih tua, tikus Mom-X menunjukkan tingkat penuaan biologis yang lebih besar di hipokampus daripada tikus dengan kedua X.

Para ilmuwan kemudian memilah neuron dari hipokampus berdasarkan apakah X ibu atau ayah aktif, sehingga mereka dapat melihat gen mana yang diaktifkan. Tiga gen dibungkam pada kromosom X maternal Sash3, Tlr7, dan Cysltr1 tetapi sangat aktif pada kromosom X paternal.

Dengan menggunakan alat penyunting gen CRISPR, mereka menyelidiki apa yang akan terjadi jika mereka mengaktifkan kembali gen-gen ini di otak tikus tua yang hanya memiliki kromosom X maternal. Dalam pengujian, tikus-tikus ini menunjukkan peningkatan dalam pembelajaran spasial dan memori.

Apa Artinya Bagi Manusia?

“Yang menarik, pada manusia, ketiga gen ini terlibat dalam perlindungan kekebalan tubuh, tetapi peran pastinya dalam neuron belum sepenuhnya dipahami,” kata Dubal.

Penelitian selanjutnya dapat menyelidiki lebih lanjut apa yang dilakukan gen tersebut dalam neuron dan jenis sel otak lainnya. Tidak jelas juga bagaimana atau mengapa kromosom X dari orang tua yang berbeda mengalami perubahan epigenetik yang berbeda, tambahnya.

Tim tersebut juga ingin menyelidiki apa arti temuan ini bagi laki-laki, yang hanya membawa kromosom X dari ibu dan secara teori, dapat memiliki tingkat penuaan otak yang lebih tinggi. menurut Dubal,semakin aktif kromosom X dari ibu yang dibawa seseorang, semakin jelas dampaknya pada penuaan otak.“Tetapi hal itu masih harus dikonfirmasi,” ujarnya.