Temuan Menakjubkan: Materi Gelap Genom Memecahkan Misteri Evolusi Kupu-Kupu

Indonesains.id - Penelitian baru telah mengungkap mekanisme genetik mengejutkan yang memengaruhi perkembangan warna sayap kupu-kupu. Jujur, selama ini, secara pribadi saya juga sangat tertarik dengan warna sayap kupu-kupu yang begitu memesona, bervariasi dan indah.

Kini, sebuah tim peneliti internasional telah mengungkap proses genetik tak terduga yang membentuk pola rumit dan berwarna-warni pada sayap kupu-kupu tersebut.

Diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences, penelitian yang dipimpin oleh Luca Livraghi dari George Washington University dan University of Cambridge, mengidentifikasi molekul RNA, bukan protein seperti yang diyakini sebelumnya, sebagai hal penting dalam mengendalikan penyebaran pigmen hitam pada sayap kupu-kupu.

Para peneliti telah menemukan bahwa molekul RNA, bukan protein, yang mengendalikan pola pigmen hitam pada sayap kupu-kupu, menantang asumsi genetik sebelumnya dan mengungkap wawasan baru tentang evolusi. (Kredit: Scitechdaily)

Bagaimana tepatnya kupu-kupu mampu menghasilkan pola dan warna yang cemerlang pada sayapnya telah memukau para ahli biologi selama berabad-abad. Kode genetik yang terkandung dalam sel-sel sayap kupu-kupu yang sedang berkembang menentukan susunan warna tertentu pada sisik sayap—ubin mikroskopis yang membentuk pola sayap—mirip dengan susunan piksel berwarna untuk membentuk gambar digital.

Baca Juga:

Memecahkan kode ini sangat penting untuk memahami bagaimana gen kita sendiri membangun anatomi kita. Di laboratorium, para peneliti dapat memanipulasi kode tersebut pada kupu-kupu dengan alat penyuntingan gen dan mengamati efeknya pada sifat yang terlihat, seperti warna pada sayap.

Peran Gen Pengkode Protein

Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa gen pengkode protein sangat penting bagi proses ini. Jenis gen ini menciptakan protein yang dapat menentukan kapan dan di mana skala tertentu harus menghasilkan pigmen tertentu.

Terkait pigmen hitam, para peneliti mengira proses ini tidak akan berbeda, dan awalnya melibatkan gen pengkode protein. Namun, penelitian baru ini memberikan gambaran yang berbeda.

Gambar kupu-kupu sayap panjang yang sedang beristirahat di atas bunga Lantana. Pola sayapnya telah dimodifikasi melalui penyuntingan gen CRISPR, yang menghilangkan molekul RNA penting, yang menyebabkan hilangnya sisik melanik. (Kredit: Luca Livraghi)

Tim menemukan gen yang menghasilkan molekul RNA—bukan protein—yang mengendalikan tempat pigmen gelap dibuat selama metamorfosis kupu-kupu. Dengan menggunakan teknik penyuntingan genom CRISPR, para peneliti menunjukkan bahwa ketika Anda menghilangkan gen yang menghasilkan molekul RNA, kupu-kupu akan kehilangan sisik berpigmen hitamnya sepenuhnya, yang menunjukkan hubungan yang jelas antara aktivitas RNA dan perkembangan pigmen gelap.

RNA sebagai Kuas Evolusi

"Apa yang kami temukan sungguh mencengangkan," kata Livraghi, seorang ilmuwan pascadoktoral di GW. "Molekul RNA ini secara langsung memengaruhi tempat munculnya pigmen hitam pada sayap, membentuk pola warna kupu-kupu dengan cara yang tidak kami duga."

Gambar kupu-kupu betina yang dicat dengan pola sayap yang diubah secara genetik. Pigmentasi gelap hilang pada satu set sayap setelah penyuntingan gen dengan CRISPR, yang menonaktifkan molekul RNA penting yang bertanggung jawab untuk mengatur warna sayap. (Kredit: Luca Livraghi)

Para peneliti selanjutnya meneliti bagaimana molekul RNA berfungsi selama perkembangan sayap. Dengan memeriksa aktivitasnya, mereka mengamati korelasi sempurna antara tempat RNA diekspresikan dan tempat terbentuknya sisik hitam.

"Kami kagum bahwa gen ini diaktifkan di tempat sisik hitam akhirnya akan berkembang di sayap, dengan presisi yang luar biasa," kata Arnaud Martin, profesor madya biologi di GW. "Ini benar-benar sebuah kuas evolusi dalam pengertian ini, dan sebuah kuas yang kreatif, dilihat dari efeknya pada beberapa spesies."

Para peneliti meneliti RNA yang baru ditemukan pada beberapa kupu-kupu lain yang sejarah evolusinya berbeda sekitar 80 juta tahun lalu. Mereka menemukan bahwa pada masing-masing spesies ini, RNA telah berevolusi untuk mengendalikan penempatan baru dalam pola pigmen gelap.

“Hasil konsisten yang diperoleh dari mutan CRISPR pada beberapa spesies benar-benar menunjukkan bahwa gen RNA ini bukanlah penemuan baru, tetapi mekanisme leluhur utama untuk mengendalikan keragaman pola sayap,” kata Riccardo Papa, profesor biologi di Universitas Puerto Rico – Río Piedras.

“Kami dan yang lainnya kini telah mengamati sifat genetik ini pada banyak spesies kupu-kupu yang berbeda, dan yang luar biasa adalah kami menemukan bahwa RNA yang sama ini digunakan berulang kali, dari kupu-kupu sayap panjang, hingga kupu-kupu raja dan kupu-kupu betina,” kata Joe Hanly, seorang ilmuwan pascadoktoral dan peneliti tamu di GW. “Ini jelas merupakan gen penting untuk evolusi pola sayap. Saya bertanya-tanya fenomena serupa apa lagi yang mungkin terlewatkan oleh para ahli biologi karena mereka tidak memperhatikan materi gelap genom.”

Temuan ini tidak hanya menantang asumsi lama tentang regulasi genetik, tetapi juga membuka jalan baru untuk mempelajari bagaimana sifat-sifat yang terlihat berevolusi pada hewan.

*****