Mengenal Jam Biologis Temuan Pemenang Hadiah Nobel Bidang Kedokteran 2017

Panitia Nobel baru saja mengumumkan pemenang hadiah Nobel untuk kategori fisiologi dan kedokteran tahun 2017 ini , yaitu tiga ilmuwan asal Amerika yang bernama Jeffrey Hall, Michael Rosbash dan  Michael Young atas karya dan temuan mereka yang terkait dengan jam biologis atau yang dikenal dengan circadian rhythm.

Karya mereka memang yang dianggap luar biasa dan berkontribusi besar bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan kemaslahatan ummat manusia inilah yang membuat mereka berbagi hadiah Nobel tahun 2017 ini.

Tidak dapat dipungkiri bahwa Jam biologis ini memang berperan sentral dalam mengatur tingkah laku, level hormon, tidur, suhu tubuh dan proses metabolism yang terjadi dalam tubuh kita.

Apa itu jam biologis ?

Pengungkapan mekanisme jam biologis memang memiliki implikasi yang sangat luas dalam bidang kesehatan dan kesejahteraan manusia.

Keberadaan jam biologis di hampir setiap sel manusia berperan sangat sentral dalam mengontrol fungsi tubuh kita sehingga ritme nya sesuai dengan perputaran siang dan malam hari yang selalu silih berganti.  Tanpa adanya jam biologis ini dapat dibayangkan tubuh kita akan mengalami kekacauan karena tidak dapat mengatur kapan aktivitas fungsi tubuh harus ditingkatkan dan kapan harus mulai diperlambat.

Kerja keras jam biologis inilah yang membuat kita  merasakan ngantuk dan ingin tidur di malam hari.  Tidak hanya sampai disitu saja ternyata jam biologi mengontrol tingkah laku dan fungsi tubuh lainnya.

Peran jam biologis sangat vital. Ilustrasi: static1.businessinsider.com

Keberadaan jam biologis tidak hanya ditemukan pada  manusia saja namun juga ditemukan dengan mekanisme yang hampir sama pada hewan dan tumbuhan serta makhluk hidup lainnya seperti jamur. Seperti halnya dengan jam yang kita kenal, jam biologis yang ada di hampir setiap sel di dalam tubuh kita berdetak.

Jika kita perhatikan dengan seksama, maka kita akan menemukan fenomena bahwa setiap harinya mood, level hormon, suhu tubuh, metabolism yang terjadi di dalam tubuh kita selalu berfuktuasi. Kesemua aktivitas yang terjadi di dalam tubuh kita ini ternyata  di bawah pengaturan jam biologis ini.  Jika jam biologis ini mengalami gangguan maka akan memiliki implikasi besar terhadap tubuh kita.

Sebagai contoh jika kita menempuh perjalanan jauh dengan pesawat yang memerlukan waktu lama memasuki zona waktu yang berbeda, maka kita akan mengalami apa yang dinamakan jet lag.  Jet lag ini merupakan salah satu contoh dimana tubuh kita mengalami kondisi tidak sinkron akibat gangguan jangka pendek, atau dengan kata lain dapat dikatakan jam biologis kita mengalami gangguan.

Jika jam biologis ini mengalami gangguan dalam jangka pendek, maka akan mempengaruhi memori yang dimiliki oleh jam biologis ini.  Jika gangguan ini terjadi dalam jangka panjang,  maka akan menimbulkan resiko bagi tubuh kita seperti munculnya penyakit diabetes  type 2, kanker dan penyakit jantung.

Hasil karya ketiga ilmuwan ini memang luar biasa karena mereka berhasil mengungkap rahasia bagaimana jam biologis ini terbangun dalam sel termasuk mekanisme kerjanya di berbagai makhluk hidup.

Titik puncak keberhasilan ketiga ilmuan ini berhasil dicapai ketika mereka berhasil mengungkap rahasia dan menjelaskan mekanisme "umpan balik molekuler"  atau yang dikenal  dengan  "molecular feedback loops"  pada lalat buah yang membuat setiap sel bekerja sesuai dengan fungsi dan waktunya.

Tidak hanya sampai disitu saja mereka berhasil mengisolasi DNA yang dinamakan gen berkala (period gene) yang berperan besar dalam mekanisme bekerjanya jam biologis ini. Gen inilah yang dalam mekanisme kerjanya mengintruksikan pembuatan protein yang dinamakan PER. Pada saat level protein PER ini meningkat, maka secara otomatis akan memerintahkan kerja gen untuk berhenti.

Dengan adanya mekanisme seperti ini, maka level protein PER dalam tubuh kita berfluktuasi dari waktu ke waktu selama 24 jam.  Level protein PER ini akan meningkat di malam hari dan akan menurun di siang hari.

Disamping gen tersebut, mereka juga menemukan 2 gen lainnya yang dinamakan gen timeless and gen doubletime yang keduanya mengatur stabilitas level protein PER. Pada kondisi dimana PER di dalam tubuh kita stabil, maka jam biologis ini akan berdetak lebih lambat, sebaliknya dalam kondisi tidak stabil, maka jam biologis ini akan berdetak lebih cepat.

Hal yang menarik perhatian terkait dengan penemuan ini, ternyata mereka bekerja saling melengkapi sehingga  hasil karyanya saling memperkaya satu dengan lainnya sehingga berhasil  mengungkap misteri jam biologis ini.

Aplikasi

Ke depan penemuan mereka ini diperikarakan akan memberikan dampak besar dalam mengatasi masalah ketidak sinkronan jam biologis ini.  Sebagai contoh tuntutan bekerja di malam hari untuk  profesi tertentu akan menyebabkan terganggunya jam biologis ini seperti halnya fenomena jet lag.

Diharapkan dengan mengetahui mekanisme kerja jam biologis ini, maka temuan ini dapat digunakan untuk mengatasi masalah kesehatan pada orang yang diharuskan bekerja di malam hari dalam jangka panjang yang tentunya akan mengalami gangguan pada jam biologisnya.

Memang sungguh menakjubkan karya para ilmuwan yang berhasil memenangkan hadiah Nobel yang mulai diberikan pada tahun 1901 ini.

Beberapa nama besar pemenang hadiah Nobel bidang kedokteran yang karya berkontribusi besar bagi kesehatan kesejahteraan manusia antara lain Alexander Fleming yang berhasil menemukan penicillin dan Karl Landsteiner yang berhasil mengungkap rahasia golongan darah sehngga memungkinkan dilakukannya transfusi darah yang banyak menyelamatkan manusia.

Namun disamping sisi baiknya pemberian hadiah Nobel ini ada juga yang mengundang kontroversi di kemudian hari seperti misalnya penemuan DDT pada tahun 1948 yang diganjar hadiah Nobel, namun penemuan yang diperuntukkan untuk memerangi berbagai kejadian epidemik ternyata berdampak buruk bagi lingkungan sehingga saat ini penggunaan DDT dilarang di seluruh dunia.

Rujukan : satu, dua, tiga, empat, lima