Menikmati bermimpi? Dua gen kunci mungkin berterima kasih. Sebuah studi baru pada tikus menemukan bahwa "gen mimpi" ini penting untuk fase tidur yang membuat orang-orang di dunia bizarro mengambil tes matematika SMA telanjang, kehilangan gigi dan melayang di udara.
Tanpa gen, yang disebut Chrm 1 dan Chrm 3, mamalia tidak akan mengalami tidur gerakan mata cepat (REM), di mana otak aktif seperti saat terjaga tetapi tubuh lumpuh. Penemuan ini penting, kata para peneliti, karena kurang tidur dan gangguan kejiwaan saling terkait. Jadi, memahami kontrol dasar tidur di otak dapat memperbaiki perawatan farmasi untuk masalah tidur dan kejiwaan, kata pemimpin studi Hiroki Ueda dari Riken, sebuah lembaga penelitian Jepang.
"Tidur nyenyak sangat penting untuk kualitas hidup manusia, sementara beberapa gangguan dalam tidur dapat menyebabkan berbagai konsekuensi yang tidak diinginkan," kata Ueda kepada Live Science dalam sebuah email. Tetapi "mesin molekuler sebagian besar masih harus diungkap, menghambat pengembangan perawatan untuk penyakit yang berhubungan dengan tidur."
Siklus aneh
Pada malam tertentu, manusia melakukan siklus melalui tidur non-REM dan REM, yang didefinisikan oleh berbagai pola aktivitas otak. Tidak ada yang tahu alasan yang tepat untuk fase tidur yang berbeda ini, tetapi masalah dengan tidur REM telah dikaitkan dengan demensia, penyakit Parkinson dan gangguan neurologis lainnya. Dan kurang tidur secara umum dikaitkan dengan peningkatan risiko bunuh diri.
Itu sebabnya Ueda dan rekan-rekannya tertarik untuk memahami dasar-dasar cara tidur bekerja. Para ilmuwan telah menemukan bahwa transisi dari non-REM ke tidur REM melibatkan neurotransmitter yang disebut acetylcholine. Tetapi ada 16 jenis reseptor seluler di otak yang dapat mengikat asetilkolin, dan itu jauh dari jelas yang penting untuk tidur REM dan yang berlebihan.
Untuk mengetahuinya, para peneliti menggunakan teknologi CRISPR untuk merobohkan gen untuk reseptor asetilkolin ini, satu per satu, pada tikus. CRISPR menggunakan sekuens genetik untuk memandu suatu enzim ke bagian DNA yang diinginkan, di mana enzim kemudian memotong sekuens tersebut, mencegah gen tersebut diekspresikan.
Kehilangan tidur
Penelitian ini segera menunjukkan bahwa satu keluarga reseptor asetilkolin, tipe nikotinik, tidak ada hubungannya dengan tidur. Tikus-tikus yang kekurangan reseptor-reseptor itu tidur kurang lebih seperti tikus-tikus yang memilikinya.
Keluarga lain, reseptor muskarinik asetilkolin, ternyata jauh lebih menarik. Secara khusus, hilangnya dua reseptor yang disebut Chrm1 dan Chrm3 mempersingkat waktu tidur hampir 3 jam sehari. Kehilangan salah satu dari dua reseptor berkurang dan tidur REM terfragmentasi khusus, sementara juga mengurangi tidur non-REM. Dan tikus yang tidak memiliki reseptor pada dasarnya tidak mengalami tidur REM sama sekali.
Anehnya, tikus-tikus bebas-REM itu bertahan tanpa keadaan tidur yang melamun ini, meskipun ada hipotesis bahwa tidur REM diperlukan untuk bertahan hidup. Itu adalah jalan yang menarik untuk penelitian lebih lanjut, kata Ueda, tetapi itu bisa menjadi efek samping yang tidak diinginkan dari bekerja dengan hewan lab di lingkungan buatan.
"Tikus mutan dapat bertahan hidup dalam kondisi laboratorium dengan banyak makanan dan tanpa," kata Ueda kepada Live Science. "Di lingkungan liar, gen-gen ini akan penting untuk kelangsungan hidup organisme."
Memahami reseptor spesifik yang mengontrol tidur dapat menginformasikan perawatan baru untuk gangguan kejiwaan seperti depresi dan gangguan stres pasca-trauma, yang sering ditandai dengan mimpi buruk yang jelas, kata Ueda. Para peneliti menemukan perbedaan halus dalam cara kerja Chrm1 dan Chrm 3, ia menambahkan, sehingga tim tertarik untuk melihat lebih dekat apa yang terjadi ketika reseptor ini dipicu. Dan karena penelitian dilakukan pada tikus, diperlukan lebih banyak pekerjaan untuk mempelajari bagaimana gen ini bekerja pada manusia.
"Investigasi ini dapat membantu mendefinisikan tidur REM secara molekuler dan dapat mengungkapkan peran fisiologis tidur REM dalam fungsi kognitif tinggi yang terkait, seperti pembelajaran dan memori," kata Ueda.
