Mekanisme Baru Memungkinkan Kontrol dan Pembentukan Memori Jangka Panjang

Perkenalan dalam sebuah pesta seringkali hanya angin lalu, masuk telinga kiri keluar telinga kanan. Namun, jika selama pesta hanya dua atau tiga kali bertemu seseorang, maka lebih mungkin bagi Anda untuk mengingat namanya. Otak Anda mengambil memori jangka pendek –sebagai pendahuluan– dan mengubahnya menjadi memori jangka panjang. Sebagai hasil studi, para peneliti Baylor College of Medicine mengungkapkan bahwa kunci molekuler dari aktivitas ini adalah mTORC2 dalam area otak yang disebut hipokampus.
“Konsolidasi memori merupakan proses yang mendasar,” ungkap Dr. Mauro Costa-Mattioli, asisten profesor ilmu saraf di Baylor College of Medicine, “Memori berada pada pusat identitas diri kita. Memori memungkinkan kita mengingat orang, tempat serta peristiwa dalam jangka waktu yang lama, bahkan seumur hidup. Dengan memahami mekanisme yang tepat soal penyimpanan memori dalam otak, akan membuka jalan ke arah pengembangan baru bagi pengobatan terhadap kondisi-kondisi yang berhubungan dengan kehilangan memori.”
Serat Aktin
Selama lima dekade terakhir, para ahli saraf telah mengetahui bahwa, untuk membuat memori yang tahan lama, tergantung pada kemampuan sel-sel otak (neuron) dalam mensintesis protein baru. Pada sebuah studi, yang dipublikasikan secara online dalam jurnal Nature Neuroscience, Costa-Mattioli bersama rekan-rekannya berhasil menemukan mekanisme baru penyimpanan memori dalam otak. mTORC2 yang baru mereka temukan dalam studi ini, diketahui berperan dalam meregulasi pembentukan memori dengan memodulasi serat aktin, suatu komponen penting dalam struktur arsitektur neuron.
“Serat aktin ini memungkinkan perubahan tahan-lama dalam penguatan sinaptik dan pada akhirnya menghasilkan memori jangka panjang,” tutur Huang Wei, pascasarjana Baylor College of Medicine dan penulis pertama dalam studi.
Lewat pengujian terhadap rekayasa genetik tikus, para peneliti melumpuhkan mTORC2 dalam hipokampus (area penting yang diperlukan untuk pembentukan memori) serta area-area di sekitarnya. Akibat dari lumpuhnya mTORC2 memungkinkan hewan ini memiliki memori normal berjangka pendek, namun, di sisi lain, mencegahnya dari pembentukan memori jangka panjang. Serupa dengan pasien manusia yang mengalami kerusakan pada hipokampusnya, tikus mutan tak lagi sanggup membentuk memori baru yang bisa bertahan lama.
Berdasarkan temuan Costa-Mattioli, peran mTORC2 ini terlestari dalam proses panjang evolusi dan cenderung relevan dengan manusia. Seperti halnya tikus tanpa mTORC2, kegagalan menyimpan memori jangka panjang juga terjadi pada lalat buah yang mengalami kelumpuhan fungsi mTORC2.
“Mengingat lalat dan tikus pernah berbagi nenek moyang yang sama pada 500 juta tahun lalu, maka ini sungguh luar biasa dan menunjukkan bahwa fungsi mTORC2 dalam pengaturan memori memang terlestarikan,” ujar Dr. Gregg Roman, direktur Institut Biologi dan Perilaku di University of Houston, yang turut berkontribusi dalam berbagai eksperimen lalat.
Membentuk Memori Jangka Panjang
Hal utama yang ingin dicapai dalam bidang ilmu saraf memori dan, dalam cakupan tertentu, juga menjadi tujuan dari berbagai upaya industri untuk bisa memproduksi “obat pintar”, adalah menemukan molekul-molekul yang mempromomosikan pembentukan memori jangka panjang, ungkap Costa-Mattioli. “Oleh karena itu, kami bertanya-tanya, apakah dengan mengaktifkan mTORC2, atau bahkan mengaktifkan polimerisasi aktinnya sendiri, kita bisa membentuk memori jangka panjang dengan lebih mudah,” tambah Dr. Ping Juni Zhu, asisten profesor ilmu saraf di Baylor College of Medicine, rekan penulis pertama dan ilmuwan senior di laboraturium Costa-Mattioli.
Tim riset telah mengidentifikasi sebuah molekul kecil (obat) yang mengaktifkan mTORC2, dan alhasil polimerisasi aktin serta merta tidak hanya meningkatkan kekuatan sinaptik di antara sel-sel saraf, tapi juga pembentukan memori jangka panjang. Selain itu, tim juga menemukan bahwa polimerisasi aktin yang dipromosikan secara langsung, dengan obat kedua, membuat memori jangka panjang dapat dihasilkan dengan lebih mudah.
Tim Costa-Mattioli telah mengidentifikasi dua jenis obat peningkat-memori, tapi bisakah kedua obat ini meningkatkan memori pada manusia? Mungkin terlalu dini untuk bisa dijawab.
“mTORC2, sejauh yang yang kami tahu, merupakan target baru yang benar-benar potensial bagi perawatan terapi berbagai gangguan pada manusia,” lanjut Huang, “Dalam beberapa tahun ke depan, saya memprediksi, kita akan melihat banyak studi yang berfokus pada mTORC2 sebagai sebuah target.”
Koktail Memori
Tujuan jangka pendek Costa-Mattioli adalah mengidentifikasi gangguan-gangguan kognitif pada manusia akibat lumpuhnya aktivitas mTORC2, serta melihat apakah perbaikan mTORC2 ini dapat pula menormalkan kembali fungsi memori yang rusak akibat penuaan atau bahkan penyakit Alzheimer. Namun dengan hanya sebuah molekul kecil saja tidak akan mungkin melakukan pekerjaan itu. Sama halnya dengan pengobatan HIV atau kanker, ia yakin bahwa kombinasi dari molekul-molekul kecil yang mengembangkan aspek berbeda pada pembentukan memori, akan dibutuhkan untuk bisa secara efisien mengobati berbagai gangguan kognitif.
“Kita harus mulai berpikir tentang ‘koktail memori’ yang efisien daripada sejenis ‘pil memori’. Satu molekul saja mungkin tak cukup. Kita mungkin masih bertahun-tahun jauhnya dari pengobatan yang pasti. Namun saya yakin kita sudah pasti berada di jalur yang tepat,” ujarnya.
Para peneliti lain yang turut bagian dalam riset ini adalah Hongyi Zhou, Loredana Stoica dan Mauricio Galiano, semua dari Baylor College of Medicine; Krešimir Krnjevic dari McGill University di Montreal, Kanada, serta Zhang Shixing dari University of Houston.
Pendanaan untuk riset ini berasal dari National Institute of Mental Health (Grant MH 096816), National Institute of Neurological Disorders and Stroke (Grant NS 076708), Searle Award (Grant 09-SSP-211P), sebuah penghargaan Whitehall, George and Cynthia Mitchell Foundation, National Institutes of Health (Grant MH091305) dan Texas Norman Hackerman Advanced Research Program Award.
Kredit: Baylor College of Medicine
Jurnal: Wei Huang, Ping Jun Zhu, Shixing Zhang, Hongyi Zhou, Loredana Stoica, Mauricio Galiano, Krešimir Krnjevic, Gregg Roman, Mauro Costa-Mattioli. mTORC2 controls actin polymerization required for consolidation of long-term memory. Nature Neuroscience, 2013; DOI: 10.1038/nn

sumber :
http://www.faktailmiah.com/2013/03/07/mekanisme-baru-memungkinkan-kontrol-dan-pembentukan-memori-jangka-panjang.html
 

Read More

Ilmuwan Membentuk Sel-sel Saraf Baru – Langsung di Dalam Otak

Bidang terapi sel, yang bertujuan membentuk sel-sel baru dalam tubuh untuk menyembuhkan penyakit, telah mencapai langkah penting dalam pengembangan menuju pengobatan baru. Laporan terbaru dari para peneliti di Universitas Lund, Swedia, menunjukkan cara yang mungkin untuk memprogram-ulang sel-sel lain menjadi sel-sel saraf, secara langsung di dalam otak.
Dua tahun yang lalu, para peneliti Universitas Lund merupakan yang pertama di dunia yang berhasil memprogram-ulang sel kulit manusia, yang dikenal sebagai fibroblast, menjadi sel saraf penghasil dopamin – tanpa harus mengambil jalan memutar melalui tahap sel punca. Kelompok riset ini kini melangkah jauh ke depan dan menunjukkan cara memprogram-ulang sel kulit maupun sel-sel pendukung menjadi sel-sel saraf, secara langsung pada tempatnya di dalam otak.
“Temuan ini merupakan bukti pertama yang penting untuk kemungkinan memprogram-ulang sel lain menjadi sel saraf di dalam otak,” kata Malin Parmar, pimpinan studi yang dipublikasikan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences ini.
Para peneliti menggunakan gen yang dirancang untuk diaktifkan atau dinonaktifkan dengan menggunakan obat. Gen ini dimasukkan ke dalam dua jenis sel manusia: sel fibroblas dan glia, atau sel pendukung yang hadir di dalam otak secara alami. Setelah mentransplantasikannya ke dalam sel-sel otak tikus, gen itu lantas diaktifkan dengan obat khusus yang dicampur ke dalam minuman tikus. Sel-selnya kemudian mulai melakukan transformasi menjadi sel-sel saraf.
Pada eksperimen terpisah, di mana gen serupa disuntikkan ke dalam otak tikus, para penelitian juga berhasil memprogram-ulang sel-sel glia dari tikus itu sendiri menjadi sel-sel saraf.
“Temuan riset ini berpotensi membuka jalan alternatif bagi transplantasi sel di masa depan, yang akan menghilangkan hambatan sebelumnya untuk bisa diteliti, seperti kesulitan membuat otak bisa menerima sel-sel asing, serta munculnya risiko perkembangan tumor,” tutur Malin Parmar.
Pada akhirnya, teknik baru pemrograman-ulang secara langsung di dalam otak ini dapat membuka kemungkinan baru untuk lebih efektif mengganti sel-sel otak yang sudah mati pada penderita penyakit Parkinson.
“Kami tengah mengembangkan teknik ini agar dapat digunakan untuk menciptakan sel-sel saraf baru sebagai pengganti fungsi sel-sel yang rusak,” tambah Marlin, “Dengan mampu melaksanakan pemprograman-ulang in vivo, maka dimungkinkan untuk membayangkan gambaran masa depan di mana kita bisa membentuk sel-sel baru secara langsung dalam otak manusia, tanpa harus mengambil jalan memutar melalui kultur dan transplantasi sel.”
Kredit: Universitas Lund
Jurnal: Olof Torper, Ulrich Pfisterer, Daniel A. Wolf, Maria Pereira, Shong Lau, Johan Jakobsson, Anders Björklund, Shane Grealish, Malin Parmar. Generation of induced neurons via direct conversion in vivo. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013 DOI: 10.1073/pnas.1303829110

sumber : http://www.faktailmiah.com/2013/03/27/ilmuwan-membentuk-sel-sel-saraf-baru-langsung-di-dalam-otak.html

Read More

Ikan Semakin Mengecil Seiring Memanasnya Laut

Perubahan pada sistem laut dan cuaca dapat menyebabkan ikan semakin mengecil, demikian hasil temuan studi terbaru dari para ilmuwan perikanan di Universitas British Columbia.
Studi yang dipublikasikan pada 30 September dalam jurnal Nature Climate Change ini menghadirkan proyeksi global pertama tentang penurunan potensial pada ukuran maksimum ikan di laut yang bersuhu lebih panas dan kurang oksigen.
Para peneliti menggunakan pemodelan komputer untuk mempelajari 600 lebih spesies ikan di lautan di seluruh dunia, dan menemukan bahwa berat badan maksimum yang bisa dicapai dapat menurun hingga 14-20 persen antara tahun 2000 dan 2050, dengan daerah tropis yang menjadi wilayah paling terkena dampaknya.
“Kami terkejut melihat besarnya penurunan ukuran ikan ini,” kata pemimpin penulis riset William Cheung, seorang asisten profesor di Pusat Perikanan UBC. “Ikan laut umumnya diketahui merespon perubahan iklim melalui perubahan distribusi dan musim. Namun dampak besar yang sama sekali tak terduga, di mana perubahan iklim bisa mempengaruhi ukuran tubuh, menunjukkan bahwa kita mungkin kehilangan sepotong besar teka-teki dalam memahami dampak perubahan iklim di lautan.”
Ini merupakan aplikasi gagasan berskala global pertama yang menyebutkan bahwa pertumbuhan ikan dibatasi persediaan oksigen, yang lebih dari 30 tahun lalu digagas oleh Daniel Pauly, kepala peneliti bersama Sea Around Us Project UBC, yang juga menjadi penulis pendamping dalam studi ini.
“Ini adalah tantangan yang konstan bagi ikan dalam memperoleh cukup oksigen dari air agar bisa bertumbuh, dan situasi menjadi memburuk sebagaimana ikan menjadi lebih besar,” jelas Pauly. “Lautan yang lebih panas dan kurang oksigen, seperti yang diprediksi dalam perubahan iklim, akan membuat ikan yang lebih besar lebih kesulitan dalam memperoleh cukup oksigen, yang artinya mereka akan segera berhenti bertumbuh.”
Studi ini menyoroti perlunya mengurangi emisi gas rumah kaca serta mengembangkan berbagai strategi untuk memonitor dan beradaptasi pada perubahan yang sudah kita saksikan. Jika tidak, maka ini akan menimbulkan resiko terganggunya perikanan, perlindungan pangan dan cara kerja ekosistem di laut.
Kredit: Universitas British Columbia
Jurnal: William W. L. Cheung, Jorge L. Sarmiento, John Dunne, Thomas L. Frölicher, Vicky W. Y. Lam, M. L. Deng Palomares, Reg Watson, Daniel Pauly. Shrinking of fishes exacerbates impacts of global ocean changes on marine ecosystems. Nature Climate Change, 2012; DOI: 10.1038/nclimate1691

sumber :
 http://www.faktailmiah.com/2012/10/01/ikan-semakin-mengecil-seiring-memanasnya-laut.html

Read More

Studi Telur Mengungkap Eratnya Hubungan Evolusi Antara Burung dan Dinosaurus

Dinosaurus kecil mirip-unggas asal Amerika Utara menetaskan telur-telurnya dengan cara sama seperti yang dilakukan burung-burung pengeram - hal ini serta merta kian memperkuat kaitan evolusi antara burung dan dinosaurus.
Salah satu dari sekian banyak misteri yang ingin diungkap oleh para paleontologi adalah mengetahui cara dinosaurus menetasi telur. Apakah telurnya dikubur dalam material sarang, seperti yang dilakukan buaya? Ataukah ditetaskan dalam sarang yang terbuka tanpa penutup, seperti yang dilakukan burung pengeram?
Dengan mengacu pada sekumpulan telur yang ditemukan di Alberta dan Montana, peneliti Darla Zelenitsky dari University of Calgary, bersama David Varricchio dari Montana State University, secara ketat meneliti cangkang fosil telur milik dinosaurus kecil pemakan daging yang disebut Troodon.
Dalam temuan yang dipublikasikan dalam edisi musim semi jurnal Paleobiology, mereka menyimpulkan bahwa spesies dinosaurus ini, yang diketahui meletakkan telurnya dalam posisi yang nyaris vertikal, mengubur telur-telur hanya pada bagian bawahnya ke dalam lumpur.

Darla Zelenitsky dari University of Calgary, berkolaborasi dengan David Varricchio dari Montana State University, secara seksama meneliti cangkang fosil telur milik dinosaurus kecil pemakan daging yang disebut Troodon. (Kredit: Jay Im – University of Calgary)

“Berdasarkan perhitungan kami, cangkang telur milik Troodon sangat mirip dengan burung pengeram, memberi petunjuk bahwa dinosaurus ini tidak sepenuhnya mengubur telur ke dalam material sarang seperti yang dilakukan buaya,” jelas Zelenitsky, asisten profesor geosains.
“Telur maupun sedimen di sekitarnya menunjukkan tanda-tanda penguburan yang hanya bersifat parsial; memungkinkan dinosaurus dewasa bisa bersinggungan langsung dengan bagian sisi telur yang terbuka selama masa inkubasi,” kata Varricchio, profesor paleontologi.
Meski gaya bersarang Troodon bersifat tidak lazim, “namun terdapat kesamaan dengan penetas khas di antara burung-burung Plover Mesir yang mengerami telur-telurnya sementara sebagian dari mereka menguburnya dalam substrat sarang berpasir,” tambah Varricchio.
Para ahli paleontologi tiada henti berupaya menjawab pertanyaan tentang bagaimana dinosaurus menetaskan telurnya, namun selama ini terhalang akibat kelangkaan bukti seputar perilaku inkubasi. Sebagai kerabat dinosaurus yang paling dekat, buaya dan burung bisa menjadi media yang menyodorkan beberapa jawaban terkait. Para ilmuwan mengetahui bahwa buaya dan burung yang mengubur telurnya, terdapat lebih banyak pori-pori pada cangkang telurnya, memungkinkan terjadinya respirasi meski dalam keadaan terkubur. Berbeda halnya dengan burung-burung pengeram yang tidak mengubur telurnya; jumlah pori-pori pada telurnya lebih sedikit.
Para peneliti menghitung dan mengukur pori-pori pada cangkang telur Troodon untuk menilai bagaimana terjadinya penguapan air yang melalui cangkang, kemudian dibandingkan dengan telur dari buaya, burung bersarang-gundukan dan burung pengeram.
Mereka optimis metode ini juga bisa diterapkan pada fosil telur spesies-spesies dinosaurus lainnya untuk mengungkap cara inkubasi yang mereka lakukan.
“Untuk sementara, penelitian khusus ini membantu membuktikan bahwa beberapa perilaku menetas seperti yang dilakukan unggas sudah berevolusi pada dinosaurus pemakan daging sebelum kemunculan unggas di muka bumi. Hal ini juga kian menambah bukti yang menunjukkan eratnya kaitan evolusi antara burung dan dinosaurus,” ungkap Zelenitsky.
Kredit: University of Calgary
Jurnal: David J. Varricchio, Frankie D. Jackson, Robert A. Jackson, Darla K. Zelenitsky. Porosity and water vapor conductance of twoTroodon formosuseggs: an assessment of incubation strategy in a maniraptoran dinosaur. Paleobiology, 2013; 39 (2): 278 DOI: 10.1666/11042

sumber :
http://www.faktailmiah.com/2013/04/20/studi-telur-mengungkap-eratnya-hubungan-evolusi-antara-burung-dan-dinosaurus.html

Read More