Nationalgeographic.co.id - Para ilmuwan dari University of Tsukuba, Jepang mengungkap rahasia tidur nyenyak di malam hari. Mereka menemukan enzim yang disebut histone deacetylase 4 (HDAC4), yang diketahui menekan ekspresi gen, memainkan peran kunci dalam mengatur jumlah dan kedalaman tidur.
Para peneliti mempelajari mutasi genetik pada tikus dan mengidentifikasi jalur persinyalan yang mengatur tidur. Eksperimen lebih lanjut mengungkapkan bahwa persinyalan pengaturan di neuron rangsang korteks dan hipotalamus ini masing-masing mengatur kuantitas dan kualitas tidur.
Temuan mereka tersebut telah diterbitkan di Nature dengan judul "Kinase signalling in excitatory neurons regulates sleep quantity and depth."
Tidur malam yang nyenyak dapat menghasilkan keajaiban bagi pikiran dan tubuh. Namun apa yang menentukan seberapa lama kita perlu tidur, dan apa yang bisa menyebabkan kita tidur lebih nyenyak belum sepenuhnya dipahami.
Dalam studi baru ini, para peneliti dari University of Tsukuba kini telah memberikan beberapa jawaban, mengungkap jalur persinyalan di dalam sel-sel otak yang mengatur lama dan dalamnya tidur.
"Kami memeriksa mutasi genetik pada tikus dan bagaimana ini memengaruhi pola tidur mereka," kata penulis senior studi tersebut, Profesor Hiromasa Funato.
"Kami mengidentifikasi mutasi yang menyebabkan tikus tidur lebih lama dan lebih dalam dari biasanya." Para peneliti menemukan bahwa ini disebabkan oleh rendahnya tingkat enzim yang disebut histone deacetylase 4 (HDAC4), yang diketahui dapat menekan ekspresi gen target.
Studi sebelumnya pada HDAC4 telah menunjukkan bahwa itu sangat dipengaruhi oleh perlekatan molekul fosfat dalam proses yang dikenal sebagai fosforilasi.
Ketika ini terjadi, HDAC4 cenderung menjauh dari inti sel, dan penekanan protein tertentu berkurang. Para peneliti tertarik pada apakah fosforilasi HDAC4 ini akan memengaruhi tidur.
"Kami fokus pada protein yang disebut salt-inducible kinase 3, atau dikenal sebagai SIK3, yang memfosforilasi HDAC4," kata Profesor Funato.
Baca Juga: Pemain Sepak Bola di atas 35 Tahun Berisiko Terkena Sakit Jantung
Baca Juga: Ilmuwan Temukan Gen 'Umur Panjang' yang Sudah Teruji pada Tikus
Baca Juga: Ilmuwan Pelajari Anak Tikus untuk Memahami Pola Tangisan Bayi Manusia
"Kami sebelumnya menemukan bahwa protein ini memiliki efek kuat pada tidur." Tim menemukan bahwa ketika ada kekurangan SIK3 atau ketika HDAC4 dimodifikasi untuk mencegah fosforilasi, tikus akan kurang tidur.
Sebaliknya, ketika tikus memiliki versi SIK3 yang lebih aktif, yang meningkatkan fosforilasi HDAC4, mereka tidur lebih lama.
“Temuan kami menunjukkan bahwa ada jalur persinyalan di dalam sel otak dari LKB1 ke SIK3 dan kemudian ke HDAC4,” kata rekan penulis senior studi, Profesor Masashi Yanagisawa.
"Jalur ini mengarah pada fosforilasi HDAC4, yang mendorong tidur, kemungkinan besar karena hal itu memengaruhi ekspresi gen yang mendorong tidur."
Tim melakukan eksperimen lebih lanjut untuk mengidentifikasi sel-sel otak tempat jalur ini mengatur tidur. Ini termasuk mengubah jumlah SIK3 dan HDAC4 di berbagai jenis sel dan wilayah otak.
Hasilnya menunjukkan bahwa persinyalan di dalam sel-sel korteks mengatur kedalaman tidur, sedangkan persinyalan di dalam hipotalamus mengatur jumlah tidur nyenyak.
Untuk kedua daerah otak, neuron rangsang, yang dapat mengaktifkan neuron lain, diidentifikasi memainkan peran kunci.
Hasil ini memberikan wawasan penting tentang bagaimana tidur diatur, yang berpotensi mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang gangguan tidur serta pengembangan pengobatan baru.