Ilmuwan Ciptakan Tikus dari 2 Ayah Biologis, Kok Bisa?

Tikus Foto: Dok.Flickr/San Fransisco Dungeon

Untuk pertama kalinya dalam sejarah, para ilmuwan berhasil menciptakan tikus dengan dua ayah biologis, dan yang lebih mencengangkan, tikus-tikus ini bisa memiliki keturunan sendiri.

Temuan revolusioner ini menjadi lompatan besar dalam pemahaman kita tentang reproduksi mamalia, dan secara teoritis dapat membuka kemungkinan baru bagi manusia di masa depan, meski realisasinya masih sangat jauh.

Studi ini dipimpin oleh Yanchang Wei, peneliti dari Shanghai Jiao Tong University, China. Timnya menggabungkan dua sel sperma ke dalam sebuah sel telur kosong, lalu menggunakan teknologi rekayasa epigenom untuk memprogram ulang DNA sperma agar bisa berkembang menjadi embrio.

Dari lebih 250 embrio yang ditanamkan ke tubuh tikus betina, hanya dua tikus jantan yang bertahan hingga dewasa. Meski tingkat keberhasilannya rendah, kedua tikus ini subur dan mampu menghasilkan keturunan, sesuatu yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Sebelumnya, ilmuwan sudah berhasil menciptakan tikus dengan dua ibu. Namun menciptakan keturunan dari dua ayah terbukti jauh lebih menantang. Embrio yang dihasilkan biasanya hanya berkembang sampai titik tertentu, lalu berhenti tumbuh akibat fenomena yang disebut genomic imprinting. Ini adalah proses di mana gen dari ayah atau ibu dimatikan selama perkembangan embrio, dan menjadi hambatan utama bagi reproduksi uniseksual pada mamalia.

Namun, riset yang dilakukan awal tahun ini berhasil menembus sebagian dari penghalang tersebut. Menggunakan teknologi pengeditan gen CRISPR/Cas9 untuk menarget gen-gen terkait dengan imprinting, peneliti berhasil menciptakan tikus dari dua ayah pertama di dunia yang dapat bertahan hidup hingga dewasa.

“Penelitian ini adalah pengetahuan dasar. Meski teknik pengeditan gen ini belum bisa diterapkan pada manusia, studi kami memberi wawasan penting tentang hambatan genetik dalam reproduksi uniseksual pada mamalia,” kata Zhi-kun Li dari Chinese Academy of Sciences kepada IFLScience.

ilustrasi tikus Foto: shutterstock

Terobosan kali ini menjadi lebih istimewa karena dua tikus hasil rekayasa tidak hanya bertahan hidup, tetapi juga subur dan memiliki keturunan sendiri. Sebagai catatan, pada studi sebelumnya, sebagian besar tikus yang bertahan memiliki pertumbuhan tidak normal, usia pendek, dan semuanya mandul.

Alih-alih menggunakan teknik modifikasi genetik penuh, tim Wei memilih pendekatan berbasis epigenetik. Mereka mengambil dua sel sperma dan menggabungkannya ke dalam sel telur yang nukleusnya telah diangkat. Kemudian, mereka memodifikasi tujuh wilayah pengontrol imprinting dalam DNA sperma.

Epigenetik sendiri adalah studi tentang perubahan pada ekspresi gen yang tidak mengubah urutan DNA secara langsung. Perubahan ini bisa membuat suatu gen aktif atau nonaktif, tergantung pada penambahan atau penghapusan penanda epigenetik seperti kelompok metil.

Dalam penelitian ini, para ilmuwan menyempurnakan protein CRISPR bukan untuk mengedit gen, melainkan untuk menambah atau menghapus penanda epigenetik tersebut. Bila ditambahkan di lokasi yang tepat, kelompok metil bisa mencegah protein membaca gen, sehingga gen tersebut tidak aktif.

Setelah proses pengeditan selesai, embrio ditanamkan ke tubuh tikus betina. Hasilnya adalah dua ekor tikus jantan yang tumbuh sehat, memiliki ukuran dan penampilan normal, mencapai usia dewasa, dan memiliki keturunan.

“Temuan kami, bersama dengan pencapaian sebelumnya dalam reproduksi uniparental pada mamalia, mendukung dugaan bahwa genomic imprinting adalah penghalang utama dalam perkembangan embrio uniseksual hingga lahir,” tulis para peneliti dalam laporan mereka.

Apakah ini berarti pasangan sesama jenis bisa memiliki anak kandung di masa depan? Secara teoritis bisa, namun para ahli menegaskan bahwa hal itu masih sangat jauh dari kemungkinan nyata.

“Meski penelitian ini menjanjikan, tidak masuk akal untuk menerapkannya pada manusia. Dibutuhkan terlalu banyak sel telur, terlalu banyak ibu pengganti, dan tingkat keberhasilannya sangat rendah,” ujar Christophe Galichet dari Sainsbury Wellcome Centre, Inggris, kepada New Scientist.

Terlepas dari tantangan yang ada, studi ini memperkaya pemahaman kita tentang reproduksi dan mekanisme epigenetik pada mamalia. Ini adalah pijakan awal yang bisa membawa dampak luas bagi bidang pengobatan regeneratif, kloning, konservasi spesies, dan banyak lagi.

Penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), dan menandai salah satu babak paling menarik dalam sejarah bioteknologi modern.