Seorang teman mungkin merekomendasikan istirahat malam yang baik ketika Anda merasa sakit. Obat sederhana ini sebenarnya didasarkan pada sains — dan sebuah studi baru menunjukkan bahwa itu mungkin tertanam dalam DNA, setidaknya dalam lalat buah.
Ada korelasi yang mapan antara tidur dan sistem kekebalan tubuh, tetapi para ilmuwan kesulitan mendefinisikan hubungan. Sekarang, tim peneliti telah selangkah lebih dekat untuk membangun koneksi yang jelas; mereka menemukan satu gen dalam lalat buah yang meningkatkan tidur ketika serangga sakit atau kelelahan, menurut sebuah makalah yang diterbitkan hari ini di Science .
Tim itu — dipimpin oleh Amita Sehgal, seorang ahli saraf di University of Pennsylvania — dijuluki gen nemuri, kata dalam bahasa Jepang untuk tidur. Sementara tes sebelumnya mengidentifikasi gen yang mengurangi tidur ketika mereka hilang, ini adalah studi lalat pertama untuk mengidentifikasi gen tunggal yang, ketika terlalu aktif, meningkatkan tidur. Kelimpahan nemuri juga membantu lalat melawan infeksi, menghadirkan hubungan yang jelas antara gen tidur ini dan sistem kekebalan tubuh.
"Ini adalah terobosan yang cukup penting dalam arti memberikan terobosan mekanistik antara dua hal yang sama sekali berbeda ini - tidur dan respon imun - yang tampaknya sangat terkait, " kata Grigorios Oikonomou, seorang ilmuwan saraf yang mempelajari genetika tidur di ikan zebra di California, California. Institut Teknologi, tetapi tidak terlibat dalam percobaan ini.
Berapa banyak lalat yang diperlukan untuk menentukan gen tunggal ini, yang dapat membantu kita mengungkap hubungan antara tidur dan kekebalan? Menurut perkiraan Sehgal, hampir satu juta. Ribuan kelompok lalat direkayasa untuk mengekspresikan gen yang berbeda dengan turbo dengan menambahkan obat pada makanan khas serangga seperti tepung jagung, molase, ragi, dan agar-agar.
Ternyata lalat adalah makhluk yang mengantuk. Di lab, mereka tidur sekitar 11 jam sehari. "Tidur" untuk lalat didefinisikan sebagai lima menit atau lebih imobilitas, yang dapat diukur dengan pelacakan video atau memeriksa apakah gerakan mereka memecah sinar inframerah di dalam rumah tabung reaksi mereka. Para peneliti memantau 8.015 jenis lalat yang diubah secara genetik ketika mereka tidur sebentar, tetapi setelah melalui proses eliminasi yang panjang, satu kelompok secara dramatis mengalahkan tidur lalat.
Pencilan ini — kelompok nemuri — menjaring tidur 17 hingga 20 jam per hari.
“Kami sangat terkejut bahwa kami hanya mendapatkan satu [gen dari 8.000], ” kata Sehgal.
Para peneliti juga menguji "kedalaman tidur", atau seberapa cepat lalat terbangun ketika dikejutkan oleh palu plastik yang jatuh ke wadah tempat mereka tinggal. Guncangan itu cukup untuk membangkitkan lebih dari 94 persen lalat reguler dari tidur mereka. Lebih dari 80 persen lalat yang didorong nemuri, di sisi lain, tidur menembus raket.
Nemuri lebih baik daripada menyebabkan tidur nyenyak: Lalat dengan nemuri ekstra lebih baik dalam memerangi flu. Ketika terinfeksi dengan dua jenis bakteri yang mematikan, lalat yang didorong nemuri bertahan lebih lama dari rekan-rekan mereka yang mengekspresikan nemuri pada tingkat normal.
Ternyata nemuri juga berfungsi sebagai antimikroba peptida (AMP), artinya cukup efektif membunuh mikroba sendiri. Lalat yang mengekspresikan gen pada tingkat tipikal memiliki jejak AMP yang hampir tidak terdeteksi. Apa yang memicu otak lalat normal untuk memompa lebih banyak nemuri adalah kurang tidur — dengan diguncang kira-kira setiap 20 detik — dan penyakit.
Hasil ini, Sehgal menjelaskan, menunjukkan bahwa "pengaturan tidur terkait erat dengan sistem kekebalan tubuh, khususnya bagaimana tubuh berurusan dengan kurang tidur."
Menemukan molekul yang telah berevolusi untuk menginduksi tidur dan juga memiliki fungsi pembasmi mikroba yang terpisah "sangat menunjukkan bahwa sebenarnya, tidur baik untuk Anda ketika Anda sakit, " kata Oikonomou, yang ikut menulis makalah perspektif dalam Science yang menemani ruang belajar Sehgal.
Memiliki banyak nemuri jelas menyebabkan tidur, tetapi tim juga ingin tahu apakah tidur lalat akan terpengaruh jika nemuri dihilangkan sepenuhnya. Untuk menguji ini, tim Sehgal menghasilkan lalat mutan yang kekurangan kedua salinan gen nemuri, sehingga mereka benar-benar tidak dapat membuat manfaat antimikroba. Lalat mutan, yang kekurangan nemuri mendapat jumlah tidur yang sama dengan rekan mereka yang normal, yang memiliki nemuri, meskipun penelitian menemukan bahwa mutan lebih mudah terbangun oleh kilatan cahaya atau bau asing dan lebih lambat tertidur kembali.
Lalat dengan gen nemuri tidur lebih lama setelah jatuh sakit. Tapi, kata Sehgal, mutan "tidak mati lebih awal dari kontrol, dan kami pikir itu karena ada faktor-faktor lain yang mengimbangi."
Dengan kata lain, gen nemuri bukanlah gen end-all, be-all yang diperlukan untuk tidur atau kekebalan. Tanpa itu, lalat masih mampu tidur, meskipun lebih gelisah, dan ketidakhadirannya tampaknya tidak mengganggu mereka dalam melawan infeksi.
Chiara Cirelli, seorang ahli saraf di University of Wisconsin-Madison yang tidak terlibat dalam penelitian ini, tertarik untuk melihat apa efek gen nemuri pada tingkat yang kurang ekstrim.
“Kami tahu ada korelasi ini, tetapi di sini, kami memiliki model hewan, kami memiliki gen spesifik, kami dapat mulai mengajukan pertanyaan yang lebih mekanistik ini, ” katanya. Studi ini membuka jalan baru bagi penelitian untuk menelusuri hubungan antara tidur dan sistem kekebalan tubuh, jelas Cirelli.
Sehgal juga ingin tahu apa spesies lain, termasuk manusia, memiliki nemuri atau gen seperti itu. Mempelajari lebih lanjut nemuri dan protein yang melawan mikroba dapat mengarah pada "obat tidur yang jauh lebih baik, " berspekulasi Oikonomou, mungkin satu dengan efek samping lebih sedikit daripada apa yang saat ini ada di pasaran.
