Berasal dari Australia dan Pasifik Selatan, ular tersebut kemungkinan mencapai Guam tak lama setelah Perang Dunia II, mungkin dengan bersembunyi di pesawat kargo militer. Kedatangannya membawa dampak buruk. Ular pohon berwarna coklat telah menyebabkan kepunahan lokal pada banyak burung hutan asli Guam dan menyebabkan ratusan pemadaman listrik setiap tahun karena memanjat tiang listrik dan peralatan listrik.

Di beberapa wilayah Amerika Serikat, jumlahnya mencapai 30.000 ular per mil persegi.

Invasi ular yang melampaui ekspektasi

Invasi ini telah lama membuat penasaran para ahli biologi karena populasi Guam diyakini berawal dari sejumlah kecil ular.

Populasi awal yang terbatas seperti ini umumnya menciptakan hambatan genetik yang parah. Dengan semakin sedikitnya perbedaan genetik yang dapat diandalkan, perkawinan sedarah biasanya akan mengurangi kemampuan suatu spesies untuk beradaptasi dan mengurangi kemungkinan pertumbuhan populasi yang cepat.

Sebuah studi baru yang dipimpin oleh Universitas di Buffalo, diterbitkan pada 24 Juli Kemajuan ilmu pengetahuanmenunjukkan bahwa ular pohon coklat memiliki lebih banyak variasi genetik daripada yang diketahui para ilmuwan sebelumnya.

Para peneliti dari UB dan US Geological Survey (USGS) menggunakan pengurutan jangka panjang yang canggih untuk memeriksa sebagian besar genom ular. Mereka menemukan ribuan varian struktural, termasuk segmen DNA yang diduplikasi, dihapus, atau disusun ulang.

Banyak dari variasi ini terkonsentrasi pada gen yang berkaitan dengan kekebalan dan penciuman.

Keanekaragaman genetik yang tersembunyi ini mungkin membantu menjelaskan bagaimana populasi yang hanya terdiri dari segelintir ular dapat bertahan dari perkawinan sedarah yang intens, beradaptasi dengan Guam, dan berkembang secara dramatis.

“Ular pohon coklat mungkin tidak terlalu beragam, namun ia memiliki sumber keragaman genetik yang penting yang selama ini diremehkan,” kata penulis studi tersebut, Trevor Krabbenhoft, PhD, profesor di Departemen Ilmu Biologi UB.

Hasil dengan implikasi di luar Guam

Temuan ini mungkin mengecewakan bagi lembaga-lembaga yang telah menghabiskan waktu puluhan tahun berupaya membendung populasi ular coklat di Guam. Fleksibilitas genetik yang lebih besar dapat membuat spesies invasif lebih tangguh dari perkiraan sebelumnya.

Pada saat yang sama, hasil penelitian ini mungkin memberikan harapan bagi spesies terancam punah yang populasinya sedikit atau memiliki perkawinan sedarah.

“Ada kemungkinan bahwa spesies yang terancam punah memiliki lebih banyak fleksibilitas dalam gen mereka daripada yang kita kira,” kata penulis pertama Christopher Osborne, PhD, mantan mahasiswa doktoral di laboratorium Krabbenhoft dan sekarang menjadi ahli biologi akuatik di Universitas Negeri New York Oswego. “Kami sekarang lebih memahami sumber keragaman genetik yang kurang diketahui yang dapat menjelaskan bagaimana beberapa spesies inbrida masih dapat merespons lingkungannya.”

Urutan yang telah lama dibaca mengungkapkan perubahan tersembunyi dalam DNA

Banyak hal yang diketahui para ilmuwan tentang keragaman genetik berasal dari mempelajari perubahan pasangan basa individu dalam DNA, seperti perubahan A ke G atau T ke C.

Alat pengurutan DNA pertama dirancang terutama untuk mendeteksi perubahan kecil ini. Mereka kurang efektif dalam mengidentifikasi perbedaan besar yang melibatkan rangkaian DNA yang lebih panjang.

Pengurutan yang telah lama dibaca memungkinkan para peneliti untuk memeriksa bagian genom yang jauh lebih besar dan berkesinambungan. Hal ini memungkinkan deteksi varian struktural yang mempengaruhi 50 pasangan basa atau lebih.

Secara keseluruhan, varian struktural mengubah genom hampir delapan kali lebih banyak dibandingkan perubahan yang melibatkan pasangan basa tunggal.

“Ini seperti melihat bagian dari dua buku huruf demi huruf dengan kaca pembesar dan berpikir bahwa keduanya sama, tanpa menyadari bahwa seluruh paragraf telah dipindahkan atau diduplikasi. Teknologi pengurutan yang lama tidak memungkinkan kita dengan mudah melihat bahwa DNA seseorang mungkin berada di tempat yang sama sekali berbeda pada kromosom dibandingkan DNA orang lain,” kata Levi Gray, PhD, peneliti pascadoktoral di laboratorium Krabbenhoft. “Cara kita mendefinisikan keragaman genetik dan cara kita mengukurnya sangat bergantung pada teknologi saat ini.”

Gray sebelumnya mempelajari masalah ular pohon coklat di Guam saat bekerja untuk USGS. Melalui kolaborasi ini, para peneliti memperoleh DNA dari USGS Brown Tree Snake Rapid Response Team (RRT), yang bekerja untuk mencegah penyebaran spesies invasif di tempat lain di Amerika Serikat dan wilayahnya.

Lebih dari 19.000 variasi struktural

Ketika tim menganalisis sampel di laboratorium Krabbenhoft, mereka mengidentifikasi lebih dari 19.000 varian struktural dalam genom ular pohon coklat.

Itu berarti para peneliti menemukan sekitar 19.000 lokasi di mana bagian DNA berbeda karena telah diduplikasi, dihapus, atau disusun ulang.

Variasi ini tidak tersebar secara acak di seluruh genom. Sebaliknya, mereka sering muncul pada gen yang terlibat dalam fungsi kekebalan tubuh dan penciuman, atau indra penciuman.

Ular pohon coklat sangat bergantung pada penciuman untuk bergerak dan berburu. Dengan melambaikan lidahnya yang bercabang, mereka mengumpulkan sinyal kimia di udara yang membantu mereka menemukan calon mangsa.

Keanekaragaman yang tidak biasa yang ditemukan pada gen penciuman mereka juga dapat membantu menjelaskan misteri perilaku. Ular pohon coklat diketahui memakan ular lain di daerah asalnya, namun hanya ada sedikit bukti bahwa mereka sering memangsa satu sama lain di Guam.

“Indra penciuman ular yang meningkat memungkinkan mereka lebih mengenali satu sama lain sebagai saudara kandung – terutama mengingat tingginya tingkat perkawinan sedarah – dibandingkan sebagai mangsa,” kata Gray.

Apakah keragaman genetik muncul di Guam?

Para ilmuwan masih belum mengetahui apakah varian struktural sudah ada sebelum ular mencapai Guam atau muncul setelah invasi dimulai.

Perubahan genom yang besar biasanya terakumulasi selama beberapa generasi. Namun, beberapa penelitian menunjukkan bahwa kemacetan populasi yang parah dapat mempercepat perkembangan varian struktural.

Untuk menentukan kapan perubahan ini terjadi memerlukan perbandingan dengan ular pohon coklat di daerah asalnya.

“Mungkinkah keanekaragaman ini muncul setelah invasi? Itu benar, tapi Anda harus mengurutkan ular dari populasi asli untuk memastikannya,” kata Gray.

Rekan penulis lainnya termasuk ilmuwan USGS M. Renee Bellinger, PhD, dan Melia Nafus, PhD, serta ilmuwan peneliti UB Brian Foote, peneliti pascadoktoral Steven Fleck, PhD, dan mahasiswa doktoral Sarah Chang dan Hannah Waterman.

Ibu Negara Korea dan Brasil menyoroti meningkatnya minat mereka terhadap Gelombang Korea selama kunjungan kenegaraan Presiden Lee Jae Myung ke Brasil sebagai bagian dari tur tiga negaranya di Amerika Selatan minggu ini.

Percakapan mereka meluas hingga ke anak-anak yang belajar bahasa Korea bahkan di wilayah terpencil Amazon, yang menggambarkan semakin populernya bahasa tersebut seiring dengan semakin populernya drama Korea dan ekspor budaya lainnya di seluruh negeri.

Menurut Cheong Wa Dae, ibu negara Kim Hea Kyung dan ibu negara Brasil Rosangela Lula da Silva, juga dikenal sebagai Janja, mengunjungi pameran seni di Pusat Kebudayaan Pengadilan Federal di Brasilia pada hari Senin.

Percakapan terfokus pada keberhasilan Gelombang Korea, dengan Janja mencatat bahwa “popularitas budaya Korea, termasuk drama, telah menyebabkan semakin banyak orang Brasil yang belajar bahasa Korea.”

“Universitas Sao Paulo bahkan memiliki departemen bahasa dan sastra Korea,” katanya, mengacu pada universitas negeri terbesar di Brasil di Sao Paulo.

Ibu negara Brazil menambahkan bahwa dia baru-baru ini mendapat kesempatan untuk berbicara dengan seorang anak dari wilayah Amazon yang sedang belajar bahasa Korea. Janja mengatakan dia berlatih bahasa Korea dengan anak tersebut, menggunakan ekspresi yang dia pelajari selama kunjungannya ke Korea pada bulan Februari, ketika Presiden Brasil Luiz Inacio Lula da Silva melakukan kunjungan kenegaraan ke negara tersebut.

Sebagai tanggapan, Kim mengatakan: “Mendengar bahwa bahkan seorang anak di Amazon sedang belajar bahasa Korea membuat saya menyadari betapa dekatnya dunia ini.”

Kedua ibu negara mengunjungi pameran bertajuk “Festival Cahaya: Festival Populer dan Seni Brasil” dan mendiskusikan kesamaan budaya antara kedua negara.

Setelah mendengar penjelasan tentang festival panen tradisional di Brazil, Kim memperkenalkan Chuseok, festival panen di Korea.

Dia menjelaskan bahwa ini adalah saat ketika keluarga dan tetangga berbagi makanan dan bersyukur atas kelimpahan tahun ini, yang ditandai dengan “ganggangsullae”, sebuah tarian lingkaran tradisional Korea di mana para peserta bernyanyi dan menari bersama.

“Dalam hal ini, ini mirip dengan budaya festival di Brasil, karena keduanya menekankan persatuan melalui berkumpul dalam lingkaran,” kata ibu negara Korea.

Melihat karya seni yang terinspirasi dari lentera kertas berbentuk balon udara, Kim juga memperkenalkan tradisi Korea dalam melepaskan lentera langit.

Kedua ibu negara sepakat bahwa kedua negara memiliki sentimen yang sama dalam menyampaikan harapan ke surga.

“Meskipun Korea dan Brasil memiliki sejarah dan tradisi yang berbeda, saya merasa kedua negara memiliki semangat yang sama dalam bersyukur atas karunia alam dan merayakannya bersama tetangga mereka,” kata Kim. “Saya berharap hubungan budaya ini akan memberikan peluang berharga untuk mendekatkan kedua negara kita.”

Janja menanggapinya dengan mengatakan: “Saya berharap pertukaran budaya seperti saat ini akan terus berlanjut, membantu kedua negara kita memahami satu sama lain dengan lebih baik.”

Terlalu banyak lemak dapat meningkatkan risiko diabetes, penyakit jantung, dan masalah kesehatan lainnya. Namun hal sebaliknya juga bisa berbahaya. Pada penyakit genetik dan autoimun yang langka seperti familial parsial lipodistrofi tipe 2 (FPLD2), kehilangan lemak yang tidak normal dan distribusi lemak yang tidak merata juga dapat menyebabkan diabetes dan penyakit metabolik lainnya.

Sebuah misteri lama tentang hilangnya lemak

Elif Oral, MD, seorang dokter dan profesor di Divisi Metabolisme, Endokrinologi dan Diabetes, telah menghabiskan sebagian besar karirnya untuk mencoba memahami kontradiksi yang tampak ini. Tujuannya adalah untuk mengetahui mengapa kehilangan lemak patologis merusak metabolisme dan untuk meningkatkan pilihan pengobatan bagi penderita sindrom lipodistrofi.

Bekerja dengan pasien dengan FPLD2, Oral bergabung dengan Ormond MacDougald, Ph.D., profesor fisiologi molekuler dan integratif, peneliti mahasiswa pascasarjana Jessica Maung, Ph.D., dan tim kolaboratif yang lebih besar untuk mempelajari apa yang terjadi di dalam jaringan adiposa yang sakit.

“Penjelasan sederhananya adalah semua sel lemak (adiposit) mengandung fenomena yang benar-benar membawa bencana,” kata Maung.

Untuk mempelajari proses ini, para peneliti mengembangkan model tikus yang mampu menonaktifkan gen lamin A/C khususnya di adiposit. Ini adalah gen yang sama yang bermutasi pada orang dengan FPLD2.

Sel-sel lemak kehilangan fungsi normalnya

Para peneliti mengamati model hewan dan jaringan yang disumbangkan oleh pasien. Mereka menemukan perubahan besar dalam aktivitas gen yang mencegah sel-sel lemak memproses dan menyimpan lipid dengan benar.

Pada saat yang sama, adiposit dan sel imun di jaringan adiposa bergeser ke keadaan pro-inflamasi. Mitokondria di dalam sel lemak juga berhenti berfungsi normal. Mitokondria membantu menghasilkan energi untuk sel, sehingga kegagalannya dapat berdampak luas pada kesehatan sel.

Maung berkata: “Semua efek ini bersatu untuk menciptakan lingkungan yang sempurna sehingga jaringan menjadi tidak sehat dan akhirnya hilang.”

Mengapa lemak sehat melindungi metabolisme

Ketika jaringan lemak yang sehat hilang, tubuh tidak dapat lagi menangani lipid atau melepaskan hormon metabolisme seperti biasanya. Kerusakan ini dapat menyebabkan penyakit serius, termasuk diabetes dan penyakit hati berlemak.

“Ini benar-benar menyoroti pentingnya lemak sehat dalam menjaga metabolisme tetap utuh dan berfungsi,” kata Oral. “Orang-orang menganggap diabetes tipe 2 sebagai penyakit sel beta, tapi penyakit ini juga merupakan penyakit sel lemak.”

Sel beta adalah sel penghasil insulin di pankreas. Meskipun mereka memainkan peran penting dalam diabetes, temuan baru menunjukkan bahwa sel-sel lemak juga sangat terlibat dalam menjaga kontrol gula darah normal dan kesehatan metabolisme.

Target baru untuk perawatan di masa depan

Para peneliti berharap penemuan mereka akan mengarah pada target terapi baru. Salah satu kemungkinannya adalah melindungi jaringan adiposa sebelum memburuk, sehingga mencegah hilangnya sel-sel lemak dan mengurangi kerusakan metabolisme akibat penyakit.

Penelitian ini juga menyoroti pentingnya kolaborasi erat antara ilmuwan laboratorium, dokter, dan pasien.

“Saya pikir pekerjaan ini adalah contoh luar biasa dari kolaborasi antara peneliti translasi klinis dan ahli fisiologi sains dasar,” kata MacDougald. “Kami juga tidak bisa melebih-lebihkan pentingnya populasi pasien, keterlibatan mereka dalam pengembangan terapi, dan dedikasi mereka untuk memahami penyakit mereka.”

Penulis lain termasuk Rebecca L. Schill, Akira Nishii, Maria Foss de Freitas, Bonje N. Obua, Marcus Nygård, Maria D. Mendez-Casillas, Isabel DK Hermsmeyer, Donatella Gilio, Ozge Besci, Yang Chen, Brian Desrosiers, Rose E. Adler, Anabela D. Gomes, Merve Celik Guler, Hiroyuki Mori, Romina M. Uranga, Ziru Li, Hadla Hariri, Liping Zhang, Anderson de Paula Souza, Keegan S. Hoose, Kenneth T. Lewis, Taryn A. Hetrick, Paul Cederna, Carey N. Lumeng, Susanne Mandrup.