Karena berbagai alasan, hiu putih besar harus dianggap sebagai pahlawan super yang hidup di laut - mereka besar dan kuat, berumur panjang, dapat menyembuhkan luka mereka dengan sangat cepat, dan bahkan kemungkinan besar mereka jarang terkena kanker. Tetapi bagaimana mungkin raksasa-raksasa kuno ini memiliki begitu banyak sifat seperti superhero? Para ilmuwan sekarang telah mengambil langkah besar ke arah menjawab pertanyaan itu dengan memecahkan kode seluruh genom hiu putih besar.
Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh para ilmuwan di Pusat Penelitian Hiu Yayasan Save Our Seas Foundation dan Guy Harvey Research Institute di Nova Southeastern University di Florida mengurutkan genom hiu putih besar (Carcharodon carcharias) dan membandingkannya dengan genom dari beberapa spesies vertebrata lainnya. Tim menemukan kekayaan karakteristik genetik yang tidak biasa yang mungkin menjelaskan mengapa hiu putih adalah pahlawan super (atau superfillains, jika Anda singa laut yang gemuk) di laut. Studi mereka dipublikasikan secara online pada Senin (18 Februari) di jurnal Proceedings of National Academy of Sciences.
Stabilitas genetik adalah kuncinya
Mengurutkan genom hiu putih besar bukanlah tugas kecil - genom terdiri dari 4,63 miliar pasangan basa (molekul yang mengandung nitrogen yang membentuk "anak tangga" tangga DNA), yang sekitar 1,5 kali ukuran genom manusia. "Ini adalah upaya yang cukup mengesankan," kata Dovi Kacev, seorang ahli ekologi molekuler laut dan peneliti di Pusat Ilmu Perikanan Barat Daya, Pusat Sains Perikanan Barat Daya di California, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
Hampir 60 persen dari genom hiu putih terdiri dari urutan genetik berulang, yang mirip dengan apa yang terlihat dalam genom manusia. Apa yang istimewa tentang genom hiu putih adalah bahwa banyak dari daerah yang diulang itu adalah kode untuk kelompok gen khusus yang dikenal sebagai LINE.
"Ini membuat salinan dari diri mereka sendiri dan kemudian memasukkan kembali secara acak di berbagai lokasi dalam genom, dan dalam proses mereka membuat jeda ganda pada DNA yang perlu diperbaiki," kata Michael Stanhope, seorang ahli biologi evolusi di Cornell University di New York. . Stanhope ikut memimpin penelitian dengan Nicholas Marra dan Mahmood Shivji, ahli biologi konservasi di Nova Southeastern University.
Kerusakan yang sering terjadi pada DNA membuat genom menjadi tidak stabil, yang biasanya mengarah pada risiko lebih tinggi dari mutasi genetik penyebab masalah yang pada akhirnya dapat menyebabkan kanker. Tapi hiu putih tampaknya telah berevolusi untuk menghindari ketidakstabilan genomik seperti itu.
Para peneliti menemukan bahwa genom hiu putih berisi banyak gen yang bertanggung jawab untuk menjaga stabilitas genetik - hal-hal seperti gen perbaikan DNA dan gen penekan tumor. Dan ketika para peneliti membandingkan gen stabilitas hiu putih dengan gen analog di vertebrata lain, mereka menemukan perubahan kecil dalam urutan gen yang menyarankan pola spesifik adaptasi evolusi untuk gen-gen ini di hiu putih.
"Anggap saja sebagai fine-tuning peran gen ini dalam menjaga stabilitas genom di hiu putih," kata Stanhope.
Orang-orang berspekulasi bahwa hiu memiliki tingkat kanker yang jauh lebih rendah daripada hewan lain, tetapi "tidak ada banyak data nyata untuk mengatakan itu dengan pasti," kata Kacev. Meskipun demikian, banyaknya gen stabilitas yang diadaptasi secara khusus dapat menjelaskan potensi resistensi kanker.
"Jika Anda ingin mencegah kanker, Anda perlu menjaga stabilitas genom Anda," kata Stanhope, yang berarti menghindari mutasi genetik. Akumulasi mutasi yang berlebihan menyebabkan kanker, tetapi genom hiu tampaknya dirancang khusus untuk mencegahnya. "Ini adalah hal-hal yang harus kita uji di laboratorium, untuk benar-benar tahu," katanya.
Stanhope juga memperingatkan bahwa sementara hiu putih mungkin memiliki adaptasi genetik untuk mencegah mereka terkena kanker, itu tidak berarti bahwa mengkonsumsi produk hiu dapat mencegah manusia terkena kanker, terlepas dari apa yang diklaim oleh para pendukung "pengobatan alternatif".
Dan kemampuan spesial mereka yang lain ...
Genetika juga dapat menjelaskan satu lagi kekuatan super hiu putih: kemampuan untuk sembuh dengan cepat. Tim menemukan beberapa gen hiu putih yang diketahui memainkan peran penting dalam proses penyembuhan luka vertebrata. Dan, mirip dengan gen stabilitas, gen penyembuhan luka pada hiu putih berada di bawah tekanan seleksi evolusioner positif yang sama, yang berarti ada kecenderungan jumlah sifat bermanfaat ini meningkat.
"Kami juga menemukan pengayaan gen untuk penyembuhan luka dan gen stabilitas genom di hiu putih dibandingkan dengan vertebrata lainnya," kata Stanhope. Dengan kata lain, genom hiu putih memiliki proporsi lebih tinggi dari jenis-jenis gen ini dibandingkan dengan apa yang terlihat pada genom vertebrata lainnya.
Sementara tim menemukan sejumlah gen yang mungkin bertanggung jawab atas banyak kemampuan hiu putih super besar, ada satu karakteristik yang tidak jelas diperhitungkan oleh genom: sniffer sensitif hiu.
Hiu dikenal memiliki indera penciuman yang tajam, sehingga para peneliti diharapkan menemukan banyak gen reseptor penciuman (OR), yang merupakan gen yang bertanggung jawab atas schnozes efektif vertebrata lain. Tetapi genom hiu putih mengandung sangat sedikit gen ini. Yang ditemukan para peneliti adalah kategori gen lain, yang disebut gen vomeronasal. Gen-gen ini juga dapat terlibat dalam persepsi bau, tetapi mereka biasanya tidak sebanyak gen OR, kata Stanhope. Namun, dalam genom hiu putih, ada lebih dari selusin gen vomeronasal, jadi para peneliti menyarankan bahwa mungkin gen-gen itu mendorong persepsi bau pada hiu putih.
"Kami masih pada titik di sini di mana kami menggaruk permukaan, tetapi memiliki urutan genom ini memberi kami titik awal untuk menangani pertanyaan-pertanyaan ini secara lebih rinci," kata Kacev. Penelitian ini tidak diragukan lagi akan membantu menjawab pertanyaan tentang spesies lain, juga, tambahnya. "Memahami genom hiu putih tidak hanya penting bagi hiu putih, tetapi juga merupakan perancah, atau titik loncatan untuk memahami spesies terkait."
Hiu putih besar adalah salah satu makhluk laut paling terkenal di dunia, tetapi populasinya sedang berjuang saat orang terus memburu mereka karena ketakutan dan keserakahan. "Orang-orang memiliki gambar-gambar ini yang digambarkan dalam film dan acara TV sebagai mesin pembunuh ini," kata Kacev. Namun, kenyataannya adalah bahwa manusia membunuh hiu jauh lebih banyak daripada hiu membunuh manusia.
"Manusia membunuh berjuta-juta hiu setiap tahun di seluruh dunia karena alasan obat palsu yang konyol; untuk sup sirip hiu dan segala macam alasan yang benar-benar tragis," kata Stanhope. Para peneliti berharap penelitian mereka membantu lebih banyak orang menyadari betapa istimewanya vertebrata purba ini.
"Saya berharap orang-orang mengenali adaptasi biologis yang luar biasa dari hewan-hewan ini dan sebagai konsekuensinya, memiliki apresiasi yang lebih besar untuk mereka," kata Stanhope.
