Penelitian baru telah menemukan gen di balik fenomena Dehnel, yang mengacu pada kemampuan tikus dan hewan lain untuk menambah dan mengurangi ukuran otak mereka secara musiman.
Untuk bertahan dari kekurangan makanan musiman di musim dingin, tikus biasa melakukan trik biologis yang terdengar seperti fiksi ilmiah. Mamalia kecil ini mengurangi ukuran otaknya hingga 30%, menghemat energi ketika sumber daya langka, namun ketika musim semi tiba, otak kembali ke ukuran aslinya, dengan neuron pulih sepenuhnya dan tanpa kerusakan kognitif yang nyata.
Para ilmuwan telah menemukan petunjuk baru tentang bagaimana proses luar biasa ini berevolusi dan gen apa yang memungkinkan terjadinya hal tersebut. Dikenal sebagai Fenomena Dehnel, ini pertama kali dijelaskan oleh ahli zoologi Polandia August Dehnel pada pertengahan abad ke-20. Hal ini sangat jarang terjadi pada mamalia, tetapi tidak hanya terjadi pada tikus, tikus tanah, musang, dan cerpelai Eropa juga secara musiman mengurangi ukuran otak mereka.
Persamaan yang dimiliki hewan-hewan tersebut adalah a metabolisme yang dipercepat dan fakta bahwa mereka tidak berhibernasi, yang memaksa mereka mencari cara alternatif untuk mengurangi pengeluaran energi selama musim dingin. Di tempat yang baru belajar diterbitkan dalam Biologi Molekuler dan Evolusi, ahli ekologi William Thomas, dari Stony Brook University, dan rekan-rekannya memetakan genom lengkap tikus biasa dan membandingkannya dengan mamalia lain yang menunjukkan fenomena Dehnel. Pekerjaan ini didasarkan pada penelitian tim sebelumnya, yang meneliti perubahan musiman dalam aktivitas gen di berbagai wilayah otak tikus.
Dengan menggabungkan data genetik dan ekspresi gen, para peneliti telah mengidentifikasi a kumpulan gen terkait dengan produksi sel-sel otak yang secara konsisten terbukti lebih aktif pada spesies yang mampu mengalami penyusutan otak yang dapat dibalik. Pada tikus biasa, satu gen khususnya—the VEGFAterkait dengan permeabilitas sawar darah-otak — menunjukkan peningkatan aktivitas. Hal ini dapat membantu otak mendeteksi dan mengelola nutrisi dengan lebih baik selama masa kelangkaan.
Genom tikus juga menunjukkan gen yang terlibat dalam perbaikan dan umur panjang DNA, menunjukkan mekanisme perlindungan intrinsik terhadap kerusakan selama siklus penyusutan dan pertumbuhan yang berulang. Sementara itu, peningkatan aktivitas gen pengatur air memperkuat gagasan bahwa terjadi perubahan volume otak terutama melalui kehilangan airdan bukan karena hilangnya sel-sel otak secara permanen.
Secara keseluruhan, temuan ini menunjukkan apa yang para peneliti gambarkan sebagai “sistem yang disesuaikan” yang memungkinkan ukuran otak berfluktuasi tanpa memicu degenerasi saraf. Penelitian ini menyoroti potensi biomarker dan target terapeutik untuk penyakit neurodegeneratif, meskipun kehati-hatian masih diperlukan ketika mengekstrapolasi hasil yang diperoleh pada tikus ke manusia.
