Mamalia mengubah energi yang tersimpan dalam jaringan adiposa (lemak) menjadi panas melalui proses yang dikenal sebagai thermogenesis. Proses ini diatur oleh keluarga protein pemberi sinyal yang disebut sirtuins. Sebuah studi baru-baru ini oleh para peneliti dari Universitas Kumamoto mengungkapkan mekanisme di mana protein Sirtuin 7 menekan thermogenesis pada tikus. Temuan ini dapat membuka jalan bagi terapi baru yang menargetkan penyakit yang disebabkan oleh disregulasi metabolik.
Mamalia mengatur suhu tubuh internal mereka dengan mengubah energi yang disimpan sebagai lemak di jaringan adiposa menjadi panas. Jaringan adiposa coklat (BAT) memainkan peran penting dalam proses ini, yang dikenal sebagai termogenesis jaringan. Termogenesis BAT perlu diatur secara ketat karena produksi panas bermanfaat dalam beberapa kondisi, seperti lingkungan dingin, tetapi merugikan pada kondisi lain, seperti saat kelaparan atau tidur. Keseimbangan antara penekanan dan aktivasi termogenesis BAT juga memiliki implikasi jangka panjang pada faktor-faktor seperti indeks massa tubuh dan kadar glukosa pada manusia dewasa. Regulasi termogenesis BAT yang hati-hati ini sebagian besar dikendalikan oleh keluarga protein pensinyalan yang disebut sirtuin. Literatur sebelumnya telah menunjukkan bahwa sirtuins 1–6 (SIRT1–6) memfasilitasi termogenesis BAT, tetapi sejauh ini, hanya ada sedikit informasi tentang peran yang dimainkan oleh anggota keluarga ketujuh, sirtuin 7 (SIRT7).
Sekarang, dalam sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature Communications, para peneliti telah mengungkapkan bahwa SIRT7 menekan thermogenesis BAT pada tikus. Sebagai bagian dari penelitian mereka, mereka membiakkan beberapa baris “tikus knockout Sirt7″, yaitu tikus yang dimodifikasi secara genetik untuk tidak menghasilkan atau menghasilkan SIRT7 yang tidak berfungsi. Mereka menemukan bahwa tikus KO Sirt7 ini menunjukkan suhu tubuh dan pengeluaran energi yang lebih tinggi daripada rekan mereka dengan SIRT7. “Meskipun beberapa sirtuin secara positif berpartisipasi dalam pengaturan fungsi BAT, kami mengungkapkan bahwa SIRT7 jelas memainkan peran yang berlawanan dalam termogenesis BAT. Hasil kami menunjukkan bahwa defisiensi SIRT7 pada adiposit coklat (sel lemak) menyebabkan pengeluaran energi yang lebih tinggi baik in vitro maupun in vivo. ,” kata Profesor Tatsuya Yoshizawa dari Universitas Kumamoto di Jepang, penulis utama makalah ini.
Mamalia sering melalui fase aktivitas rendah, seperti hibernasi atau mati suri; versi hibernasi yang lebih pendek yang berlangsung berjam-jam saat makanan langka. Suhu tubuh tikus turun drastis selama mati suri untuk menghemat energi. Namun, dalam penelitian tersebut, tikus knockout SIRT7 memiliki suhu tubuh yang jauh lebih tinggi daripada tikus tipe liar selama fase ini. Temuan menunjukkan bahwa SIRT7 membantu tikus mengurangi kehilangan energi selama periode aktivitas reguler, serta periode aktivitas metabolisme rendah.
Studi ini juga mengungkapkan bahwa SIRT7 mempengaruhi thermogenesis dengan membatasi produksi protein lain, uncoupled protein 1 (UCP1). UCP1 adalah pengatur termogenesis positif yang memfasilitasi konversi energi menjadi panas. Para peneliti mengamati bahwa tikus knockout dalam penelitian ini memiliki konsentrasi protein yang jauh lebih tinggi daripada tikus tipe liar. Mereka lebih lanjut mengungkap jalur molekuler di mana SIRT7 menekan ekspresi UCP1, yang terutama melibatkan protein perantara yang disebut insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2 (IMP2).
Temuan kami mengungkapkan bahwa SIRT7 mendeasilasi IMP2. IMP2 deacylated mengikat jauh lebih kuat ke mRNA Ucp1, sehingga menghambat translasinya menjadi protein UCP1, dan selanjutnya thermogenesis BAT.
Profesor Tatsuya Yoshizawa, Universitas Kumamoto
Termogenesis BAT secara umum diterima memiliki manfaat kesehatan, khususnya bagi individu yang mengonsumsi nutrisi berlebih, atau mengalami obesitas atau gangguan metabolisme lainnya. Studi yang lebih baru menunjukkan bahwa itu juga berkontribusi pada pengembangan dan perkembangan kondisi hipermetabolik, seperti kanker, luka bakar, dan penyakit menular. Temuan dari penelitian ini, khususnya sehubungan dengan SIRT7 sebagai pengatur utama thermogenesis BAT, akan menemukan aplikasi dalam pengembangan target dan terapi baru untuk pengobatan penyakit dan gangguan ini.
Sumber:
Referensi jurnal:
Yoshizawa, T., dkk. (2022) SIRT7 menekan pengeluaran energi dan termogenesis dengan mengatur fungsi jaringan adiposa coklat pada tikus. Komunikasi Alam. doi.org/10.1038/s41467-022-35219-z.