Berandasehat.id – Sebuah kolaborasi internasional yang dipimpin oleh seorang ahli saraf dan pakar genomika tingkat lanjut di Vanderbilt Health telah berhasil mengungkap salah satu rahasia umur panjang dari seekor kura-kura raksasa berusia 194 tahun bernama Jonathan.
Rahasia Jonathan berkaitan dengan entropi, yaitu kecenderungan sistem biologis untuk menjadi tidak teratur seiring berjalannya waktu.
Salah satu ciri penuaan adalah disfungsi mitokondria. Kondisi ini timbul akibat meningkatnya entropi, ketidakteraturan pada ‘promotor’ yaitu saklar genetik (pengatur aktif/nonaktif) yang mengendalikan efisiensi mitokondria, organel penghasil energi di sebagian besar sel hewan.
Pasokan energi seluler yang stabil sangat penting bagi berbagai proses biologis.
Meski usianya sangat panjang, Jonathan entah bagaimana berhasil terhindar dari dampak buruk entropi. Dengan menyusun kembali genomnya secara cermat, para peneliti menemukan bahwa promotor gen yang terlibat dalam produksi energi mitokondria tetap mempertahankan ‘keteraturan’ yang luar biasa awet muda.
Dalam hal ini, ia seolah-olah hampir tidak mengalami penuaan sama sekali.
Temuan yang dipublikasikan di jurnal Science Advances, mengisyaratkan kemungkinan untuk melindungi mitokondria dari dampak penuaan akibat ketidakteraturan ekspresi gen, sehingga dapat memperpanjang masa hidup manusia yang sehat, menurut penulis senior sekaligus penulis korespondensi makalah tersebut, Stephen (Wes) Clark, M.D., Ph.D., MSCI.
Selama beberapa dekade, penelitian pada hewan telah mengisyaratkan potensi anti-penuaan dari obat-obatan generik tertentu, seperti rapamisin, yang dikembangkan pada tahun 1999 untuk mencegah penolakan organ transplantasi, ujar Clark, presiden sekaligus kepala ilmuwan Kallel Foundation, sebuah organisasi nirlaba yang berbasis di Nashville dan berfokus pada penelitian umur panjang.
Perusahaan farmasi memiliki sedikit insentif finansial untuk melakukan uji klinis terhadap obat-obat ini karena masa perlindungan patennya telah berakhir.
Kallel didirikan, sebagian untuk mengatasi hambatan komersial tersebut.
“Sebagai organisasi nirlaba, kami ingin melakukan uji klinis yang tidak ingin dilakukan oleh perusahaan obat mana pun,” kata Clark. Dengan pendanaan yang memadai, “kami bisa memulainya tahun depan.”
Teka-teki kanker mengarah pada penuaan
Sebagai seorang ahli neuro-onkologi dan mantan staf pengajar di Universitas Vanderbilt, Clark telah lama bertanya-tanya mengapa insiden tumor otak dan sistem saraf pusat meningkat hingga usia pertengahan 80-an, lalu berhenti.
Neuroblastoma, misalnya, jarang terjadi pada orang berusia 90-an. Apakah orang yang sangat lanjut usia memiliki perlindungan tertentu terhadap tumor-tumor ini?
Teknologi next-generation sequencing (NGS), yang dikembangkan sekitar 20 tahun lalu, memungkinkan pencarian jawaban atas pertanyaan tersebut.
Metode ini dapat dengan cepat mengurutkan seluruh DNA tubuh (genom) atau lokasi genomik spesifik yang memiliki gugus metil yang berfungsi mengatur gen yang melekat padanya.
Gugus metil (-CH3, satu atom karbon yang terikat pada tiga atom hidrogen) yang melekat pada DNA bekerja layaknya ‘saklar hidup-mati’ bagi gen, jelas Clark. Gen yang mengalami metilasi akan dinonaktifkan, sedangkan gen tanpa gugus metil akan diaktifkan.
Mengurutkan genom kura-kura berusia hampir dua abad
Perjalanan ilmiah Clark bermula saat ia mendengar tentang Jonathan, yang secara luas dianggap sebagai hewan darat tertua yang masih hidup.
Sebelum penelitian ini, ujar Clark, belum ada yang mencoba menentukan tingkat entropi dalam pola metilasi hewan setua Jonathan dengan cara mengurutkan epigenomnya, yakni kumpulan senyawa kimia yang mengatur ekspresi gen tanpa mengubah struktur DNA itu sendiri.
Menetas sekitar tahun 1832 di Seychelles, sebuah kepulauan di Samudra Hindia, Jonathan kemudian dibawa ke St. Helena—sebuah pulau tropis vulkanik terpencil di Atlantik Selatan yang berjarak sekitar 1.200 mil (1.900 kilometer) di sebelah barat Angola—pada tahun 1882.
Kura-kura dengan berat sekitar 450 pon (setara 204 kilogram) ini hidup bersama kura-kura raksasa lainnya di area Plantation House, kediaman resmi gubernur di pulau tersebut, yang merupakan wilayah seberang laut Inggris.
Meskipun mengalami kebutaan akibat katarak, Jonathan masih memiliki pendengaran yang sangat baik dan telah dikunjungi oleh berbagai generasi keluarga kerajaan Inggris, termasuk Ratu Elizabeth II.
Pada tahun 2017, Clark meminta dokter hewan St. Helena, Joe Hollins, untuk mengambil sampel darah guna keperluan pengurutan (sekuensing).
Permintaan pengambilan darah tersebut ditolak karena kekhawatiran mengenai kesehatan Jonathan, namun Hollins diizinkan untuk mengambil sedikit sampel jaringan dengan cara mengikis bagian dalam pipi hewan tersebut.
Selanjutnya, Clark membentuk tim untuk menganalisis jaringan tersebut serta membiayai penelitiannya. Ia mewujudkannya dengan mendirikan Kallel Foundation; nama yayasan ini diambil dari kata dalam bahasa Swedia-Norwegia yang berarti musim semi, sebagaimana dalam frasa musim semi abadi.
Analisis terhadap genom dan epigenom Jonathan dipimpin oleh Benjamin Vaisvil, ilmuwan yang berafiliasi dengan Kallel, dan Daniel Schmitt dari Igenbio Inc., sebuah perusahaan genomik dan bioinformatika yang berbasis di Chicago.
Vaisvil dan Schmitt adalah penulis utama makalah yang diterbitkan di jurnal Science Advances, bersama dengan Angela Jones, manajer inti Layanan NGS di VANTAGE (Vanderbilt Technologies for Advanced Genomics), fasilitas sumber daya bersama Vanderbilt Health untuk penelitian genomik.
Jones dan rekannya, Madison Taylor, memimpin proses sekuensing DNA dan epigenetik untuk studi ini. “Angela, Madison, dan seluruh tim di VANTAGE berperan penting dalam penyelesaian makalah ini,” ujar Clark.
Dengan bantuan tim ahli internasional—termasuk Steve Horvath, Ph.D., dari UCLA yang dikenal karena mengembangkan ‘jam’ penuaan berbasis metilasi, para peneliti menemukan bahwa promotor yang terlibat dalam fungsi mitokondria dan pemrosesan RNA memiliki entropi metilasi yang rendah.
Mereka menyimpulkan bahwa ekspresi gen dengan fidelitas tinggi pada jalur-jalur krusial yang dihasilkan dari kondisi tersebut memberikan perlindungan parsial bagi Jonathan dari penurunan fungsi tubuh akibat penuaan. Temuan ini mencerminkan hasil studi tahun 2025 yang mendapati adanya fungsi mitokondria yang sangat efisien pada seorang wanita berusia 117 tahun.
Studi lanjutan menggunakan sampel darah—yang menghasilkan sekuens DNA yang lebih lengkap dan murni diperlukan untuk memvalidasi rahasia umur panjang.
Clark mengatakan bahwa yayasan tersebut juga berencana memperluas penelitian mereka ke spesies berumur panjang lainnya serta jalur biologis lain yang berkaitan dengan penuaan. (BS)
