Ilmuwan Ciptakan Protein 'iGluSnFR4', Bisa Rekam Percakapan Rahasia Sel Otak

PARA peneliti dari Allen Institute dan Janelia Research Campus HHMI berhasil menciptakan sebuah protein revolusioner yang mampu mendeteksi sinyal kimia halus yang diterima neuron. Penemuan ini memungkinkan para ilmuwan untuk memantau pergerakan glutamat secara real-time, sekaligus mengungkap lapisan komunikasi otak yang selama ini "kasat mata".

Selama ini, penelitian neurosains lebih banyak berfokus pada sinyal yang dikirimkan sel otak. Namun, alat baru bernama iGluSnFR4 (dibaca: glue sniffer) ini bekerja sebaliknya; ia merekam pesan kimiawi yang diterima sel otak. Glutamat merupakan neurotransmitter vital yang berperan kunci dalam proses belajar, memori, dan emosi. Karena sinyalnya sangat lemah dan terjadi sangat cepat, aktivitas glutamat sebelumnya sangat sulit untuk diukur.

Memahami 'Urutan Kata' dalam Otak

Kaspar Podgorski, Ph.D., ilmuwan senior di Allen Institute sekaligus penulis utama studi ini, mengibaratkan komunikasi saraf selama ini seperti membaca buku dengan kata-kata yang teracak.

Baca juga : Peneliti Temukan Penyebab Alzheimer Buat Penderita tak Lagi Mengenali Orang Terdekat

"Saya merasa apa yang kami lakukan di sini adalah menambahkan koneksi di antara neuron-neuron tersebut. Dengan begitu, kita sekarang memahami urutan kata-kata di halaman buku dan apa artinya," ujar Podgorski.

Ia menambahkan selama ini neurosains memiliki cara yang baik untuk mengukur struktur koneksi, namun gagal menggabungkannya dengan informasi tentang apa yang dikomunikasikan antar-neuron tersebut. "Apa yang kami temukan di sini adalah cara mengukur informasi yang masuk ke neuron dari berbagai sumber, dan itulah bagian kritis yang hilang dari penelitian neurosains," jelasnya.

Dampak Bagi Pengobatan Penyakit Otak

Keberhasilan mengamati sinyal yang masuk ini memungkinkan ilmuwan mempelajari bagaimana satu sel otak mengolah ribuan masukan sebelum memutuskan untuk mengirimkan sinyal lanjutan. Proses inilah yang menjadi dasar terbentuknya keputusan, pikiran, dan ingatan manusia.

Baca juga : Ritme Tubuh Bisa Lindungi Otak dari Alzheimer, Studi Ungkap Cara Baru Cegah Kerusakan Saraf

Lebih jauh lagi, penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Methods ini membuka jalan baru bagi riset penyakit saraf. Masalah pada sinyal glutamat telah lama dikaitkan dengan berbagai kondisi seperti Alzheimer, skizofrenia, autisme, hingga epilepsi. Dengan pengukuran yang lebih presisi, peneliti berharap dapat mengidentifikasi akar biologis dari gangguan-gangguan tersebut.

Dunia farmasi juga diprediksi akan sangat terbantu. Perusahaan obat dapat menggunakan sensor iGluSnFR4 untuk melihat secara langsung bagaimana pengobatan eksperimental memengaruhi aktivitas sinapsis, yang diharapkan dapat mempercepat pencarian terapi yang lebih efektif.

Kolaborasi Lintas Institusi

Keberhasilan iGluSnFR4 merupakan buah dari kolaborasi erat antara tim Proyek GENIE di Janelia Research Campus dan kelompok Neural Dynamics di Allen Institute. Jeremy Hasseman, Ph.D., peneliti dari Janelia, menyebutkan bahwa pencapaian ini adalah contoh hebat bagaimana kerja sama antar-laboratorium dapat memungkinkan penemuan baru yang signifikan.

Kini, protein sensor iGluSnFR4 telah tersedia bagi para peneliti di seluruh dunia melalui repositori Addgene. Teknologi ini diharapkan menjadi jendela baru untuk memahami fungsi otak manusia secara lebih mendalam dan menjawab pertanyaan-pertanyaan besar dalam ilmu saraf. (Science Daily/Z-2)