Home / Fintech

Rabu, 10 Juli 2024 - 09:45 WIB

Penelitian Terbaru Mengungkap Rahasia Genetik Brokoli Penangkal Kanker

(Photo by New Africa on Shutterstock)

(Photo by New Africa on Shutterstock)

Cina, suararepubliknews.com – Para peneliti sudah sejak lama memahami bahwa brokoli memiliki kandungan nutrisi yang sangat kuat, tetapi penelitian baru menjelaskan bagaimana sayuran sederhana ini menghasilkan senyawa penangkal kanker. Sekelompok tim peneliti di Cina telah mengidentifikasi genom brokoli dengan tingkat detail yang belum pernah terjadi sebelumnya, mengungkap rahasia genetik di balik kemampuannya untuk memproduksi glukosinolat, senyawa yang berkontribusi terhadap manfaat untuk kesehatan dan rasa yang khas dari brokoli.

Penyingkapan Rahasia Genetik

Penelitian ini memberikan jendela baru yang luar biasa tentang penyingkapan rahasia bagaimana brokoli menghasilkan senyawa yang dapat meningkatkan kesehatan pada tingkat genetik. Para ilmuwan pada dasarnya telah menciptakan peta resolusi tinggi dari genom brokoli yang memungkinkan kita untuk menentukan gen yang bertanggung jawab untuk produksi glukosinolat.

Para penulis studi mengatakan bahwa makalah mereka, yang diterbitkan dalam jurnal Horticulture Research, memberikan gambaran paling komprehensif tentang susunan genetik brokoli. Dengan memetakan DNA sayuran ini dengan teknologi sekuensing mutakhir, para peneliti dapat mengungkapkan gen-gen kunci yang terlibat dalam memproduksi glukosinolat, khususnya senyawa yang disebut glukoraphanin. Ketika brokoli dipotong atau dikunyah, glukorafanin diubah menjadi sulforaphane, sebuah molekul anti-kanker yang kuat yang telah terbukti dapat mengurangi risiko berbagai jenis kanker.

Peluang untuk Mengembangbiakkan Varietas Brokoli yang Lebih Bernutrisi

Temuan ini membuka kemungkinan yang menarik untuk mengembangbiakkan varietas brokoli yang lebih bernutrisi dan sayuran terkait seperti kembang kol dan kubis. Dengan memahami gen yang mengontrol kadar glukosinolat, para ilmuwan mungkin dapat mengembangkan kultivar brokoli baru dengan sifat penangkal kanker yang lebih baik.

Wawasan Evolusi Keluarga Brassica

Lebih dari sekadar brokoli, penelitian ini memberikan wawasan yang lebih luas tentang evolusi dan keragaman seluruh kelompok sayuran jenis Brassica. Para peneliti membandingkan genom brokoli dengan genom tanaman terkait, memberikan penjelasan tentang evolusi tanaman bergizi ini selama jutaan tahun.

Memecahkan Kode Genetik

Dalam melakukan analisis, para peneliti menggunakan kombinasi teknologi sequencing DNA mutakhir untuk menyusun peta genom brokoli yang sangat akurat. Mereka menggunakan sekuensing bacaan panjang menggunakan teknologi PacBio, yang dapat membaca rangkaian DNA yang sangat panjang sekaligus. Hal ini dilengkapi dengan pengurutan Hi-C, sebuah teknik yang menangkap struktur tiga dimensi kromosom.

Baca Juga  Menemukan Planet yang Menarik di Luar Tata Surya

Metode-metode ini memungkinkan tim untuk menyusun genom brokoli menjadi sembilan sekuens berskala kromosom dengan total sekitar 614 juta pasangan basa DNA. Ini mewakili lebih dari 93% dari perkiraan total ukuran genom, menjadikannya perakitan genom brokoli terlengkap hingga saat ini.

Analisis Gen Produksi Glukosinolat

Dengan genom berkualitas tinggi ini, para peneliti dapat mengidentifikasi dan menganalisis gen-gen yang terlibat dalam produksi glukosinolat. Mereka menemukan beberapa salinan gen kunci, yang mencerminkan peristiwa duplikasi genom di masa lalu dalam sejarah evolusi brokoli dan turunannya.

Yang menarik adalah gen-gen dalam keluarga MAM, yang terlibat dalam langkah awal sintesis glukosinolat. Para peneliti mengidentifikasi enam gen MAM pada brokoli, dibandingkan dengan hanya tiga gen pada tanaman terkait, Arabidopsis thaliana. Perluasan gen MAM ini kemungkinan berkontribusi pada kemampuan brokoli untuk menghasilkan glukosinolat yang meningkatkan kesehatan.

Menentukan Fungsi Gen dengan Analisis Ekspresi

Penelitian ini lebih dari sekadar membuat klasifikasi gen untuk menguji fungsionalitas gen tersebut. Para peneliti menganalisis pola ekspresi gen di berbagai jaringan brokoli dan tahap pertumbuhan. Mereka menemukan bahwa banyak gen yang berhubungan dengan glukosinolat terekspresi tinggi di bagian akar selama tahap pertumbuhan awal.

Hal ini menunjukkan bahwa akar brokoli mungkin merupakan tempat utama produksi glukosinolat di awal pertumbuhan tanaman. Senyawa ini kemudian kemungkinan besar diangkut ke bagian lain tanaman, termasuk bagian kuntum yang dapat disantap.

Analisis Mendalam Gen MAM1

Tim peneliti juga melakukan analisis rinci terhadap gen MAM1, yang sangat penting untuk memproduksi glukorafanin, prekursor sulforafan. Mereka menemukan bahwa brokoli memiliki versi yang sangat aktif dari gen ini dibandingkan dengan beberapa sayuran terkait. Hal ini dapat membantu menjelaskan mengapa brokoli sangat kaya akan glukoraphanin.

Untuk mengkonfirmasi pentingnya MAM1, para peneliti mengembangkan tanaman brokoli transgenik yang mengekspresikan gen ini secara eksesif. Tanaman ini menunjukkan tingkat glukoraphanin dan senyawa terkait yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan brokoli normal. Hal ini memberikan bukti kuat bahwa MAM1 memang merupakan pemain kunci dalam kehebatan nutrisi brokoli.

Baca Juga  'Mata Rantai yang Hilang' dalam Pembentukan Lubang Hitam Ditemukan

Teknologi Penelitian dan Metodologi

Para peneliti menggunakan pendekatan multi-cabang untuk menganalisis genom brokoli:

  • Pengurutan DNA: Mereka menggunakan sekuensing PacBio HiFi untuk menghasilkan urutan DNA yang panjang dan sangat akurat. Ini dilengkapi dengan pengurutan Illumina short-read untuk cakupan tambahan.
  • Penyusunan Genom: Data pengurutan ini disusun menjadi urutan kontigu menggunakan alat perangkat lunak khusus. Data Hi-C kemudian digunakan untuk mengatur urutan ini menjadi skala kromosom.
  • Prediksi Gen: Para peneliti menggunakan kombinasi prediksi komputasi dan data pengurutan RNA untuk mengidentifikasi gen dalam genom yang disusun.
  • Analisis Komparatif: Genom brokoli dibandingkan dengan tanaman terkait untuk mempelajari hubungan evolusioner dan ekspansi keluarga gen.
  • Analisis Ekspresi Gen: Pengurutan RNA dilakukan pada berbagai jaringan brokoli untuk memeriksa kapan dan di mana gen yang berbeda aktif.
  • Validasi Fungsional: Gen-gen kunci seperti MAM1 dipelajari lebih lanjut melalui eksperimen overexpression pada tanaman transgenik.

Hasil Utama Penelitian

Penelitian ini menghasilkan beberapa temuan penting:

  • Susunan genom brokoli berkualitas tinggi yang mencakup lebih dari 93% ukuran genom yang diperkirakan.
  • Identifikasi 55.958 gen pengkode protein, termasuk banyak salinan gen biosintesis glukosinolat kunci.
  • Bukti bahwa akar merupakan situs utama produksi glukosinolat awal pada brokoli.
  • Konfirmasi bahwa gen MAM1 sangat penting untuk produksi glukorafanin, dengan overexpression yang mengarah pada kadar yang lebih tinggi.
  • Wawasan tentang sejarah evolusi brokoli dan tanaman Brassica terkait.
  • Identifikasi faktor transkripsi potensial yang mungkin mengatur biosintesis glukosinolat.

Keterbatasan Penelitian

Meskipun penelitian ini memberikan wawasan berharga, ada beberapa keterbatasan yang perlu dipertimbangkan:

  • Penelitian ini fokus pada satu varietas brokoli. Mungkin ada variasi genetik pada varietas lain yang tidak tercakup.
  • Studi fungsional dilakukan terutama dalam kondisi laboratorium yang terkendali. Studi lapangan diperlukan untuk mengkonfirmasi hasil dalam kondisi pertumbuhan dunia nyata.
  • Meskipun susunan genom sangat lengkap, masih ada beberapa celah dan wilayah yang belum terselesaikan.
  • Penelitian ini fokus terutama pada biosintesis glukosinolat. Aspek lain dari biologi dan nutrisi brokoli tidak diperiksa secara mendetail.
  • Eksperimen transgenik menunjukkan pentingnya MAM1, tetapi lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk memahami sepenuhnya bagaimana memodifikasi gen ini dapat memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman secara keseluruhan.
Baca Juga  Bahan Organik dari Mars Ungkap Kemungkinan Asal Usul Bahan Dasar Kehidupan

Diskusi dan Kesimpulan

Analisis komprehensif genom brokoli ini menyediakan banyak informasi baru yang dapat memiliki implikasi luas bagi ilmu pengetahuan dan pertanian.

Bagi ahli biologi tumbuhan, penelitian ini menawarkan pandangan mendetail tentang bagaimana jalur biosintesis kompleks seperti produksi glukosinolat berevolusi dan mengalami diversifikasi. Ekspansi keluarga gen kunci pada brokoli dibandingkan dengan tanaman terkait menyoroti bagaimana peristiwa penggandaan genom dapat menghasilkan sifat dan adaptasi baru.

Dari perspektif pertanian, temuan ini membuka jalan baru untuk perbaikan tanaman. Dengan mengidentifikasi gen-gen yang paling penting untuk produksi glukosinolat, pemulia dapat mengembangkan varietas brokoli baru dengan profil nutrisi yang lebih baik. Ini dapat menghasilkan sayuran dengan potensi melawan kanker yang lebih besar.

Penelitian ini juga menekankan pentingnya mempelajari genom tanaman secara mendetail. Meskipun brokoli telah dibudidayakan selama berabad-abad, kita masih mengungkap rahasia baru tentang biologinya. Ini menunjukkan nilai penerapan teknologi genomik canggih bahkan pada tanaman yang sudah dikenal.

Di luar brokoli, penelitian ini menyediakan alat dan pendekatan yang dapat diterapkan pada anggota keluarga Brassica lainnya. Ini dapat menghasilkan peningkatan nutrisi pada tanaman terkait seperti kembang kol, kubis, dan brussels sprouts.

Sebagai kesimpulan, sebuah kepala brokoli sederhana mewakili jutaan tahun evolusi dan jaringan gen yang bekerja sama untuk menghasilkan senyawa bermanfaat. Ini adalah bukti bagaimana penelitian genomik modern dapat mengungkapkan cahaya baru pada makanan yang kita kenal, yang berpotensi menghasilkan perbaikan yang bermanfaat bagi kesehatan manusia. (Stg)

Sumber: StudyFInds “Broccoli’s cancer-fighting superpowers revealed: Genome study uncovers secrets of glucosinolates”

Share :

Baca Juga

Fintech

Exoplanet HD 189733 b: Bau Telur Busuk dan Petunjuk Baru tentang Pembentukan Planet

Fintech

Bahan Organik dari Mars Ungkap Kemungkinan Asal Usul Bahan Dasar Kehidupan

Fintech

Menemukan Planet yang Menarik di Luar Tata Surya

Fintech

‘Mata Rantai yang Hilang’ dalam Pembentukan Lubang Hitam Ditemukan

Contact Us