BISAKAH KEBUGARAN ANDA MENINGKATKAN KEKUATAN OTAK ANAK-ANAK ANDA?

Para ayah mungkin dapat meneruskan peningkatan kemampuan belajar yang berasal dari aktif secara fisik dan mental melalui perubahan molekuler pada sperma mereka, menurut penelitian baru dari Jerman.

Kebugaran fisik ayah dapat bermanfaat bagi kekuatan otak anak-anak mereka.

Dalam makalah yang diterbitkan di jurnal Laporan Sel, para peneliti dari Pusat Penyakit Neurodegeneratif Jerman (DZNE) dan Pusat Medis Universitas Göttingen, juga di Jerman, menjelaskan bagaimana mereka sampai pada kesimpulan ini setelah mempelajari tikus.

Mereka menemukan bahwa paparan lingkungan yang merangsang dengan banyak olahraga tidak hanya meningkatkan kemampuan belajar pada tikus jantan dewasa, tetapi juga manfaat ini diwarisi oleh keturunannya.

Tes lebih lanjut mengungkapkan bahwa efek tersebut diteruskan melalui perubahan molekul RNA dalam sperma ayah.

Para peneliti mengidentifikasi dua molekul mikroRNA spesifik - disebut miRNA212 dan miRNA132 - sebagai penyebab utama. MicroRNA adalah sekelompok molekul yang mengontrol aktivitas gen tanpa mengubah DNA yang mendasarinya.

Studi baru ini memberikan bukti lebih lanjut tentang proses pewarisan "epigenetik" di mana keterampilan dapat diteruskan ke generasi berikutnya tanpa melibatkan DNA.

Warisan epigenetik

Dalam makalah mereka, penulis studi senior André Fischer, seorang profesor di Departemen Psikiatri dan Psikoterapi di DZNE, dan rekan-rekannya merangkum bukti terbaru dari "mekanisme non-genetik" pewarisan.

Mekanismenya berkaitan dengan bidang epigenetik yang muncul, di mana para ilmuwan mengumpulkan lebih banyak bukti tentang bagaimana faktor lingkungan - seperti gaya hidup dan pola makan - dari satu generasi mempengaruhi perkembangan biologis, kesehatan, dan penyakit pada generasi berikutnya.

Mekanisme epigenetik mengubah ekspresi gen tanpa mengubah DNA. Mereka mempengaruhi aktivitas sel dengan menghidupkan dan mematikan gen serta mengubah pola produksi protein, misalnya.

Studi terbaru menunjukkan bahwa perubahan epigenetik dapat diturunkan melalui sperma. Penelitian yang baru-baru ini dipresentasikan dalam sebuah konferensi, misalnya, menunjukkan bahwa paparan stres ringan seumur hidup dapat mengubah sperma pada tikus jantan sedemikian rupa sehingga membentuk perkembangan otak pada keturunannya.

Latihan dan 'plastisitas sinaptik'

Prof Fischer dan koleganya mencatat bahwa latihan fisik yang dikombinasikan dengan pelatihan kognitif - yang mereka sebut sebagai "pengayaan lingkungan" - diketahui dapat menurunkan risiko berbagai penyakit, termasuk yang mempengaruhi otak.

Secara khusus, penelitian pada tikus dan manusia telah menunjukkan bahwa pengayaan lingkungan dapat meningkatkan "plastisitas sinaptik", yang menentukan seberapa baik sel-sel otak berkomunikasi dan juga diakui sebagai dasar biologis pembelajaran.

Namun, sementara penelitian juga mengungkapkan bahwa membesarkan tikus di lingkungan yang diperkaya dapat menyebabkan peningkatan plastisitas sinaptik pada keturunannya, tidak jelas apakah ini juga benar jika pemaparan hanya terjadi di masa dewasa.

Selain itu, mekanisme di mana peningkatan plastisitas sinaptik diturunkan masih kurang dipahami, para penulis mencatat.

Untuk penelitian mereka, para ilmuwan mengambil dua kelompok tikus jantan. Mereka mengizinkan satu kelompok untuk mengalami pengayaan lingkungan, termasuk banyak latihan, selama 10 minggu, sementara kelompok lainnya tetap di "kandang rumah".

Mereka menemukan bahwa dibandingkan dengan tikus yang dikurung (kontrol), tikus yang mengalami pengayaan lingkungan menunjukkan “peningkatan yang signifikan” dalam aktivitas sinaptik di hipokampus, yang merupakan area otak yang penting untuk belajar.

Manfaat diteruskan melalui RNA sperma

Pada fase penelitian berikutnya, para peneliti mengambil dua kelompok tikus jantan dewasa dan memasukkannya ke dalam rejimen yang sama, kecuali setelah 10 minggu, mereka mengawinkannya dengan tikus betina yang dikurung di rumah.

Hasil tim mengungkapkan bahwa keturunan tikus jantan yang mengalami pengayaan lingkungan di masa dewasa juga mengalami peningkatan aktivitas sinaptik hipokampus, dibandingkan dengan keturunan kontrol jantan.

Penulis mencatat bahwa karena ibu tidak pernah mengalami pengayaan lingkungan, manfaatnya pasti diturunkan melalui ayah.

Dalam percobaan lebih lanjut, mereka mengekstrak RNA dari sperma ayah dan menyuntikkannya ke dalam sel telur tikus yang telah dibuahi.

Diketahui bahwa keturunan dari telur dengan RNA sperma dari tikus yang telah terpapar pengayaan lingkungan selama masa dewasa memiliki "peningkatan plastisitas sinaptik dan kemampuan belajar" dibandingkan dengan keturunan dari telur dengan RNA sperma dari tikus kontrol.

Para peneliti menyimpulkan bahwa pengayaan lingkungan, atau menjadi lebih aktif secara fisik dan mental, di masa dewasa dapat meningkatkan kemampuan kognitif pada keturunan, dan ini diturunkan melalui RNA sperma.

Menggunakan suntikan RNA yang lebih tepat, tim kemudian berusaha untuk mengidentifikasi molekul RNA yang tepat yang bertanggung jawab atas pewarisan epigenetik dari kemampuan belajar yang ditingkatkan. Mereka menemukan bahwa miRNA212 dan miRNA132 menyumbang sebagian besar darinya.