Sel bertenaga surya berpotensi memperlambat penuaan, klaim sebuah studi
Penggunaan sel bertenaga surya dapat membantu memperpanjang umur manusia, ungkap sebuah penelitian yang diterbitkan di Nature. Ditemukan bahwa mitokondria hasil rekayasa genetika, yang dapat mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, memperpanjang umur cacing gelang mikroskopis Caenorhabditis elegans. Penelitian ini memberikan wawasan tentang peran biologis mitokondria yang kompleks dalam tubuh manusia, area yang baru saja mulai dieksplorasi oleh para ilmuwan.
Mengapa artikel ini penting?
C. elegans adalah alat penelitian yang digunakan secara luas, seperti lalat buah Drosophila, untuk memahami prinsip dasar biologi. Berbicara tentang proses penuaan, telah diketahui bahwa disfungsi mitokondria memiliki "peran sentral" namun penyebab pastinya belum dapat ditentukan. Tercatat, penyelidikan saat ini meningkatkan pemahaman kita tentang proses penuaan dan memberikan strategi penelitian baru.
Mengapa mitokondria merupakan organel yang penting?
Sering dikenal sebagai "sumber tenaga sel", mitokondria adalah organel yang ditemukan di sebagian besar sel tubuh kecuali beberapa, seperti sel darah merah. Mitokondria menggunakan glukosa untuk menghasilkan adenosina trifosfat (ATP), senyawa kimia yang menyediakan energi untuk fungsi kunci dalam sel, yang meliputi kontraksi otot dan impuls listrik yang membantu sel saraf berkomunikasi satu sama lain.
Apa peran mitokondria dalam penuaan?
Produksi ATP diatur oleh beberapa proses yang dimungkinkan oleh pertukaran proton melintasi membran yang memisahkan berbagai bagian mitokondria, yang akhirnya menimbulkan apa yang disebut "potensial membran". Telah ditunjukkan bahwa potensi membran ini secara bertahap menurun seiring bertambahnya usia, dan berdampak pada sejumlah penyakit yang berkaitan dengan usia, termasuk gangguan neurodegeneratif.
Optogenetika secara tradisional digunakan dalam ilmu saraf
Dalam studi tersebut, para peneliti menggunakan optogenetika, sebuah teknik yang umumnya digunakan dalam ilmu saraf untuk menargetkan dan mengaktifkan neuron tertentu, sehingga memungkinkan studi pola aktivitas otak yang lebih tepat. Optogenetika, yang merupakan kombinasi dari optik dan genetika, memungkinkan peneliti menggunakan cahaya untuk menghidupkan atau mematikan sel dengan presisi dan resolusi yang tak tertandingi.
Peneliti mengamati peningkatan 30-40% dalam umur C. elegans
Para peneliti merekayasa genetika mitokondria C. elegans untuk memasukkan pompa proton yang diaktifkan cahaya, diperoleh dari jamur. Saat terkena cahaya, pompa proton memindahkan ion bermuatan melintasi membran, dengan memperoleh energi dari cahaya untuk mengisi mitokondria. Proses ini, disebut mitokondria-ON (mtON), meningkatkan potensi membran dan produksi ATP dan menghasilkan peningkatan 30-40% umur cacing gelang tersebut.
Alat optogenetik bertindak seperti panel surya
"Apa yang telah kami lakukan pada dasarnya menghubungkan panel surya ke infrastruktur [mitokondria] pembangkit listrik yang ada," jelas Brandon Berry, penulis pertama studi tersebut. "Dalam hal ini, panel surya merupakan alat optogenetik mtON," tambahnya. "Mesin mitokondria normal kemudian mampu memanfaatkan energi cahaya untuk menyediakan ATP selain jalur pembakaran normal."
Temuan dari penelitian ini telah mengungkap metode penelitian baru
"Temuan kami memberikan bukti kausal langsung bahwa menyelamatkan penurunan potensi membran mitokondria terkait usia cukup untuk memperlambat laju penuaan dan memperpanjang rentang kesehatan dan umur," ungkap penelitian tersebut. Investigasi saat ini telah meluncurkan alat penelitian baru untuk studi lebih lanjut tentang mitokondria. Para ilmuwan akan dapat menemukan cara baru untuk mengobati penyakit yang berkaitan dengan usia.
Eksperimen lebih lanjut akan dilakukan pada hewan pengerat juga
"Kita perlu memahami lebih banyak tentang bagaimana mitokondria benar-benar berperilaku pada hewan," kata Berry. "Pertama pada cacing, seperti penelitian saat ini, tapi kemudian pada sel manusia pada kultur dan hewan pengerat."
