Metilasi DNA Kuno: Ahli Biologi Membuka Rahasia Evolusi Manusia

Peneliti mengembangkan metode untuk belajar DNA metilasi pada jaringan non-rangka kuno, mengungkap perubahan epigenetik di otak yang terkait dengan evolusi manusia.

Penelitian baru menghadirkan pendekatan inovatif untuk merekonstruksi pola metilasi DNA pada jaringan non-rangka dari spesimen purba, menawarkan perspektif segar tentang evolusi manusia. Dengan berfokus pada metilasi DNA—yang merupakan indikator penting ekspresi gen—penelitian ini memungkinkan para ilmuwan menyelidiki perubahan aktivitas gen di dalam otak dan jaringan lain yang biasanya tidak terawetkan dalam catatan fosil.

Tim menerapkan metode mereka pada otak, menawarkan pemahaman lebih dalam tentang proses evolusi yang membentuk otak manusia dan fungsi saraf. Temuan ini dapat mengubah cara kita mempelajari evolusi sifat kompleks manusia.

Dipimpin oleh mahasiswa PhD Yoav Mathov di bawah bimbingan Prof Liran Carmel dan Prof Eran Meshorer di Department of Genetics, Institute of Life Sciences dan Edmond & Lily Safra Center for Brain Sciences (ELSC), penelitian ini dipublikasikan di Ekologi & Evolusi Alammengungkapkan cara untuk mengidentifikasi perubahan pola metilasi DNA jaringan non-rangka menggunakan rangkaian DNA purba.

Sebuah Terobosan dalam Analisis DNA Non-Skeletal

Tidak seperti penelitian sebelumnya yang berfokus pada jaringan kerangka—biasanya satu-satunya sumber DNA manusia purba—pendekatan baru ini menggunakan pola perkembangan metilasi DNA untuk menyimpulkan perubahan kerangka dalam metilasi DNA yang juga akan diamati pada jaringan lain. Dengan melatih algoritma pada data metilasi dari makhluk hidup jenistim mencapai presisi hingga 92% dalam memprediksi metilasi DNA di berbagai jaringan.

Algoritme mereka kemudian diterapkan pada manusia purba, mengungkapkan lebih dari 1.850 situs metilasi diferensial khususnya di neuron korteks prefrontal. Banyak dari situs-situs ini terkait dengan gen yang penting untuk perkembangan otak, termasuk neuroblastoma breakpoint family (NBPF), yang telah lama dikaitkan dengan evolusi otak manusia.

“Kemampuan untuk menganalisis pola metilasi DNA kuno di luar tulang memberi kita gambaran tentang bagaimana jaringan, terutama sel-sel otak, berevolusi secara epigenetik dari waktu ke waktu,” kata Mathov. “Hal ini dapat mengarah pada pemahaman yang lebih dalam tentang kekuatan evolusi yang membentuk otak manusia dan organ vital lainnya.”

Alat inovatif ini memperluas cakrawala biologi evolusioner dan antropologi, memungkinkan para ilmuwan menyelidiki perubahan epigenetik spesifik jaringan yang tidak terawetkan dalam fosil. Studi ini membuka jalan bagi wawasan baru mengenai peran perubahan epigenetik dalam evolusi manusia dan perkembangan fungsi saraf yang kompleks.

Referensi: “Menyimpulkan metilasi DNA pada jaringan non-rangka spesimen purba” oleh Yoav Mathov, Malka Nissim-Rafinia, Chen Leibson, Nir Galun, Tomas Marques-Bonet, Arye Kandel, Meir Liebergal, Eran Meshorer dan Liran Carmel, 20 November 2024 , Ekologi & Evolusi Alam.
DOI: 10.1038/s41559-024-02571-w