Ditemukan Organ Listrik Pada Ikan Listrik

Organ Listrik Ditemukan pada Ikan Listrik

Organ membantu ikan listrik, seperti belut listrik, melakukan hal-hal menakjubkan: Mereka mengirim dan menerima sinyal seperti nyanyian burung, memungkinkan mereka untuk melihat ikan listrik lain berdasarkan spesies, jenis kelamin, dan bahkan individu. Sebuah studi baru oleh Science Advances menjelaskan bagaimana mutasi genetik kecil menyebabkan ikan listrik bermutasi. Temuan ini juga dapat membantu para ilmuwan mengidentifikasi mutasi genetik yang menyebabkan penyakit manusia tertentu.

Evolusi menggunakan kekhasan genetik ikan untuk membuat gen. Semua ikan memiliki gen duplikat yang menghasilkan motor otot kecil yang disebut saluran natrium. Saraf listrik melarutkan satu gen saluran natrium di otot untuk mengembangkan organ dan membukanya ke sel lain. Mesin kecil biasanya mengontraksikan otot dan juga dimaksudkan untuk menghasilkan sinyal listrik, dan voila! Sebuah organ baru dengan kemampuan luar biasa telah lahir.

“Ini menarik karena kita melihat bagaimana mutasi genetik kecil dapat sepenuhnya mengubah di mana mereka diekspresikan,” kata Harold Zakon, profesor ilmu saraf dan biologi integratif di University of Texas di Austin dan rekan penulis studi tersebut.

Dalam sebuah makalah baru, para peneliti dari UT Austin dan Michigan State University menggambarkan penemuan sebagian kecil dari gen saluran natrium ini – sekitar 20 karakter diperpanjang – yang mengontrol bagaimana gen diekspresikan dalam sel apa pun. Mereka telah mengkonfirmasi bahwa rangkaian kontrol ini dapat diganti atau hilang sama sekali pada ikan listrik. Dan itulah mengapa salah satu dari dua gen natrium terperangkap di otot ikan listrik. Tetapi efeknya melampaui penampilan ikan listrik.

“Jika mereka membuka gen di jaringan dan organ listrik, semua hal baru yang terjadi di saluran natrium di organ akan terjadi di otot,” kata Zakon. “Oleh karena itu, penting untuk membedakan ekspresi gen dalam suatu organ, di mana kita dapat mengubahnya tanpa merusak otot.”

Ada dua kelompok ikan listrik di dunia – satu di Afrika dan yang lainnya di Amerika Selatan. Peneliti menemukan bahwa spesies ikan di Afrika mengalami mutasi di area kontrol, sedangkan spesies ikan di Amerika Selatan hilang sama sekali. Kedua kelompok datang dengan solusi yang sama untuk perkembangan organ – kehilangan ekspresi genetik dari saluran natrium di otot – meskipun dari dua jalur yang berbeda.

Bagaimana ikan listrik berevolusi untuk menjentikkan sakelar pada gen mereka

Para peneliti telah mengidentifikasi urutan kontrol gen yang memungkinkan beberapa ikan mengembangkan organ listrik.

Pernahkah Anda bermimpi memiliki kekuatan super? Mungkin Anda berharap bisa memanipulasi kekuatan alam seperti listrik?

Ada banyak spesies ikan yang telah mengembangkan kemampuan untuk menghasilkan medan listrik. Mereka menggunakannya untuk memberi sinyal satu sama lain, bertahan melawan pemangsa, dan merasakan ikan lain di dekatnya.

Tapi bagaimana kemampuan mencolok ini berevolusi?

Sebuah studi baru yang diterbitkan di Science Advances menjelaskan bagaimana perubahan genetik kecil memungkinkan beberapa ikan mengembangkan organ listrik.

Ikan memiliki versi duplikat dari gen yang menghasilkan saluran natrium – motor kecil yang mengontrol kontraksi otot melalui sinyal listrik. Para peneliti menemukan bahwa, pada ikan listrik, satu duplikat gen saluran natrium dimatikan di otot dan dihidupkan di sel lain. Dengan demikian, organ listrik baru terbentuk.

“Ini menarik karena kita dapat melihat bagaimana perubahan kecil pada gen dapat sepenuhnya mengubah di mana ia diekspresikan,” kata rekan penulis studi Harold Zakon, profesor ilmu saraf dan biologi integratif di University of Texas di Austin, AS.

Panjangnya hanya 20 molekul DNA, bagian dari gen saluran natrium yang mengontrol apakah gen diekspresikan dalam sel berubah atau hilang sama sekali pada ikan listrik.

Ikan listrik ditemukan di Afrika dan Amerika Selatan. Tim menemukan bahwa kelompok di Afrika memiliki mutasi di wilayah kontrol gen saluran natrium. Pada ikan listrik Amerika Selatan, wilayah kontrol benar-benar hilang. Kedua populasi berkumpul untuk mengembangkan organ listrik, tetapi dari dua jalur yang berbeda.

“Jika Anda memutar ulang rekaman kehidupan dan memainkannya, apakah itu akan diputar kembali dengan cara yang sama atau akankah menemukan cara baru untuk maju? Akankah evolusi bekerja dengan cara yang sama berulang-ulang?” tanya rekan penulis senior Jason Gallant, profesor biologi integratif di Michigan State University di AS, yang membiakkan ikan listrik Amerika Selatan yang dipelajari oleh tim.

“Ikan listrik mari kita coba menjawab pertanyaan itu karena mereka telah berulang kali mengembangkan sifat-sifat luar biasa ini. Kami berayun untuk pagar dalam makalah ini, mencoba memahami bagaimana gen saluran natrium ini telah berulang kali hilang pada ikan listrik. Itu benar-benar upaya kolaboratif. ”

Tim berharap untuk membangun hasil untuk menjawab bagaimana evolusi ikan listrik, setelah mematikan saluran natrium di beberapa sel, menghidupkan gen di organ listrik.

Jadi, penelitian genetika ini berarti kita bisa mulai memberi manusia kekuatan super listrik, bukan?

Tidak. Tetapi penelitian ini memiliki implikasi bagi kami – meskipun jauh lebih serius dan penting.

“Wilayah kontrol ini ada di sebagian besar vertebrata, termasuk manusia,” kata Zakon. “Jadi, langkah selanjutnya dalam hal kesehatan manusia adalah memeriksa wilayah ini dalam basis data gen manusia untuk melihat seberapa banyak variasi yang ada pada orang normal dan apakah beberapa penghapusan atau mutasi di wilayah ini dapat menyebabkan penurunan ekspresi saluran natrium. , yang dapat menyebabkan penyakit.”