BERKENALAN DENGAN EPIGENETIKA

Oleh: Eko Fuji Ariyanto (Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran)

0

Bagi sebagian orang, “epigenetika” mungkin masih terdengar asing. Padahal, istilah ini telah muncul sejak beberapa dekade yang lalu. Secara bahasa, epigenetika terdiri dari dua kata, “epi” yang berarti di atas dan “genetik” yang berhubungan dengan DNA atau gen. Seperti yang sudah kita ketahui, ilmu genetika mempelajari bagaimana urutan DNA menentukan pembentukan protein di dalam sel. Berbeda dengan genetika, epigenetika adalah studi tentang perubahan ekspresi gen dan fenotipe yang terjadi tanpa disertai perubahan urutan DNA. Lalu, bagaimana ekspresi gen dapat berubah tanpa adanya perubahan urutan DNA? Setidaknya ada dua mekanisme yang mendasari perubahan epigenetika, yaitu metilasi atau penambahan gugus metil pada DNA dan modifikasi histon, protein yang mengepak untaian DNA di dalam inti sel1. Penelitian-penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa faktor perilaku dan lingkungan memegang peranan penting pada terjadinya perubahan epigenetika2.

Salah satu contoh peran perubahan epigenetika pada kehidupan manusia adalah perbedaan yang terlihat pada dua orang kembar identik3. Kembar identik terjadi melalui pembuahan satu sel telur yang diikuti oleh pembelahan zigot di dalam rahim dan berkembangnya masing-masing zigot menjadi dua janin. Karena berasal dari satu sel telur, kedua janin akan memiliki DNA atau gen yang identik. Walaupun demikian, dua orang yang kembar identik tetap memiliki perbedaan, misalnya pada karakter diri dan kerentanan terhadap suatu penyakit. Hal ini disebabkan perbedaan paparan lingkungan yang didapatkan oleh kedua orang kembar tersebut yang berpotensi menghasilkan status epigenetika yang berbeda.

Pada tingkat seluler, epigenetika sangat berperan dalam proses diferensiasi sel4. Selama perkembangan organisme, sel-sel yang kurang khusus atau pluripoten akan membelah dan berkembang menjadi sel-sel yang multipoten yang kemudian akan berdiferensiasi menjadi berbagai sel khusus, seperti sel otot, sel lemak, sel darah, sel saraf, dan lain-lain. Pada proses ini terjadi “orkestra” aktivasi sekelompok gen yang mendorong diferensiasi sel ke arah/sifat tertentu dan inhibisi gen-gen lain yang disebabkan oleh perubahan epigenetika. Perubahan epigenetika dapat menyebabkan meningkat atau terhambatnya ekspresi suatu gen, tergantung dari jenis molekul yang berperan dan lokasi perubahan epigenetika tersebut5.

Berbagai penelitian menunjukkan peranan epigenetika dalam proses terjadinya penyakit, seperti kanker6 dan gangguan metabolisme, seperti obesitas7. Melalui analisis mendalam terhadap sel-sel kanker, para peneliti berhasil mengidentifikasi mutasi pada gen-gen yang mengkode enzim-enzim epigenetika yang bertugas untuk memodifikasi DNA dan histon. Di antara yang telah dilaporkan adalah DNMT3A, enzim yang berfungsi menambahkan gugus metil pada DNA, yang banyak ditemukan pada kanker darah putih atau leukemia. Contoh yang lain adalah MLL2, enzim yang bertugas untuk menambahkan gugus metil pada histon, yang ditemukan pada limfoma dan UTX, enzim yang melepaskan metil dari histon, yang ditemukan pada berbagai jenis kanker6. Studi-studi sebelumnya juga telah menemukan keterkaitan antara obesitas dan epigenetika. Obesitas yang ditandai dengan indeks massa tubuh (IMT) di atas normal dilaporkan berhubungan dengan peningkatan jumlah metilasi pada berbagai gen seperti CPT1A, SREBPF1, FTO, dan lain-lain7.

Yang juga sangat menarik perhatian kita adalah temuan para ilmuwan bahwa status epigenetika dapat diubah oleh faktor lingkungan7. Kebiasaan mengonsumsi makanan tinggi lemak, yang menyebabkan terjadinya obesitas, dilaporkan berkaitan dengan perubahan status metilasi pada beberapa gen. Sebaliknya, setelah mendapatkan intervensi penurunan berat badan, status metilasi DNA pada orang yang sebelumnya obes memiliki kesamaan dengan orang yang tidak obes. Ditambah lagi, latihan fisik juga dilaporkan dapat menyebabkan perubahan epigenetika.

Kondisi tubuh seseorang tidak hanya ditentukan oleh sekuens DNA atau gen, tetapi juga oleh keadaan lingkungan dan gaya hidup yang dapat memengaruhi aktif atau tidaknya suatu gen melalui mekanisme epigenetika2. Hal ini didukung oleh hasil berbagai studi yang menunjukkan bahwa status epigenetika bukanlah suatu hal yang menetap secara permanen, melainkan dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Oleh sebab itu, memelihara pola hidup yang sehat, seperti mengonsumsi makanan bergizi dan seimbang, tidak merokok, berolahraga secara teratur dan menghindari stres memegang peranan penting untuk memelihara kondisi tubuh agar tetap prima dengan menekan aktivasi gen-gen pencetus penyakit melalui mekanisme epigenetika.

 

Referensi:

  1. Allis C, Jenuwein T. The molecular hallmarks of epigenetic control. Nat Rev Genet. 2016;17:487-500.
  2. Alegria-Torres JA, et al. Epigenetics and lifestyle. Epigenomics. 2011;3(3):267-77.
  3. Wong AHC, Gottesman II, Petronis A. Phenotypic differences in genetically identical organisms: the epigenetic perspective. Human Molecular Genetics. 2005;14:R11-8.
  4. Margueron R, Trojer P, Reinberg D. The key to development: interpreting the histone code? Current Opinion in Genetics & Development. 2005;15:163–76.
  5. Lee B, Mahadevan LC. Stability of Histone Modifications Across Mammalian Genomes: Implications for ‘Epigenetic’ Marking. J Cell Biochem. 2009;108:22–34.
  6. Dawson MA, Kouzarides T. Cancer Epigenetics: From Mechanism to Therapy. Cell. 2012;150:12-27.
  7. van Dijk SJ, et al. Recent developments on the role of epigenetics in obesity and metabolic disease. Clin Epigenetics. 2015;7(66):1-12.

Tinggalkan pesanan

Alamat email anda tidak akan disiarkan.