Hadiah Nobel tahun 2017 diumumkan pada 2 Oktober 2017, dan akhirnya dianugerahkan kepada tiga peneliti Amerika – Jeffrey C. Hall dan Michael Rosbash dari Universitas Brandeis di Boston, dan Michael Young dari Universitas Rockefeller di New York – atas penemuan mereka mengenai dasar molekular siklus sirkadian.

Sekretaris Komite Nobel untuk Fisiologi atau Pengobatan, Thomas Perlmann mengatakan peneliti "sanggup melihat jam biologis manusia dan menunjukkan caranya bekerja. Penemuan mereka menjelaskan bagaimana tanaman, hewan, dan manusia bisa beradaptasi dengan ritme biologis sehingga jam ini bisa menyesuaikan dengan revolusi bumi."

Para pemenang kaget atas panggilan telepon di pagi hari, yang menginformasikan bahwa mereka adalah pemenangnya. Ucapan pertama yang dikeluarkan oleh Rosbash adalah "Anda pasti bercanda," dilanjutkan dengan, "panggilan telepon jam 5:10 pagi merusak ritme sirkadian saya."

The winners of the 2017 Nobel Prize accolade in physiology or medicine (left – right)—Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young. Photo credit: The Indian Express/AP
The winners of the 2017 Nobel Prize accolade in physiology or medicine (left – right)—Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young. Photo credit: The Indian Express/AP


Waktu kehidupan: Ditemukannya jam biologis manusia

Hadiah sebesar USD1,1 juta dihadiahkan sebagai penghargaan atas jerih payah peneliti – yang pertama dimulai pada tahun 1970an – saat mereka mempertanyakan kemungkinan identifikasi gen yang bertanggung jawab dalam mengontrol adaptasi tubuh selama 24 jam sehari – melalui regulasi metabolisme, tidur dan bangun, hormon dan suhu tubuh setiap harinya.

Dimulai dari lalat buah, tiga peneliti ini menemukan bahwa mutasi pada gen yang tidak diketahui mengganggu jam sirkardian lalat dan gen ini disebut period, atau "per". Kemudian, tahun 1980an, Hall dan Rosbash, menemukan bahwa kadar protein (disebut juga PER) akan naik pada malam hari dan menurun pada siang hari.

Di tahun 1994, Young menemukan sebuah gen yang membantu mengontrol aktivitas gen period dan disebut gen "timeless"; dan protein ini menghasilkan TIM. Ia kemudian menemukan gen ketiga, "doubletime" yan gmembantu menyesuaikan naik-turunnya gen "period" dalam rentang waktu 24 jam. "Dengan ketepatan tinggi, jam biologis ini beradaptasi dengan fisiologi manusia mengikuti fase kehidupan berbeda.

"Terobosan yang muncul" adalah bahwa protein yang dibentuk gen ini akan memasuki nukleus sel, dan dalam umpan-balik negatif, kemudian mematikan gen yang menghasilkannya. Jeremy Berg, kepala editor Science mengatakan salah satu hal yang mengejutkan adalah bahwa jam sirkadian bekerja pada semua sel, bukan hanya pada sel otak, yang berarti PER dan TIM juga "memengaruhi aspek fisiologis lain" dengan "implikasi pada jadwal kerja manusia, higienitas tidur."


Jadi, apa yang terjadi jika tidur terganggu?

"Kehidupan kita akan terpengaruh saat ada ketidaksesuaian sementara antara lingkungan eksternal dan jam biologis internal, misalnya saat kita berkunjung ke negara dengan zona waktu berbeda dan mengalami jet lag," ungkap komite Nobel. "Ada indikasi bahwa ketidaksesuaian kroniklah yang menyebabkan munculnya risiko penyakit."

Otak misalnya, diregulasi oleh sinar matahari dan hati oleh makanan. Dengan demikian, saat seseorang memaksa dirinya sendiri untuk tetap bangun, hormon stres kortisol dilepaskan dengan menekan sistem imun. Dalam jangka waktu panjang, hal ini membuat tubuh lebih rentan terhadap berbagai jenis penyakit, seperti kanker.

Selain itu, tubuh manusia tidak pernah beradaptasi terhadap kegiatan tidur di siang hari dan terbangun di malam hari. Mereka yang mengikuti kebiasaan tidur tersebut berisiko mengalami gangguan interaksi, rendahnya rasa empati, pola pikir yang kompleks dan ingatan yang jelas, depresi dan gangguan bipolar. Di tingkatan tertentu, orang-orang bisa melakukan "hal-hal di luar batas," catat Russell Foster, seorang profesor neurosains sirkadian di Universitas Oxford. (Inilah alasannya mengapa perawat yang bekerja di malam hari memiliki risiko tinggi menderita penyakit tertentu.)


Apa yang terjadi jika Anda tidak makan pada waktunya?

Fred Turek, seorang peneliti sirkadian di Universitas Northwestern mengatakan ini "kemungkinan merupakan alasan mengapa ada banyak penyakit kronis yang bisa ditemukan pada manusia." Jam utamanya yang ditetapkan oleh matahari, menentukan semua jam lain bahwa inilah waktu untuk beristirahat, begitu juga dengan saat seseorang memutuskan untuk makan di tengah malam, "jam dalam otak mengirimkan sinyal: jangan makan!" sarannya.

Jika seseorang tetap memutuskan untuk makan, jam dalam pankreas akan mulai melepaskan insulin – menyebabkan tidak sesuainya waktu biologis dan ketidakseimbangan. Kondisi ini memengaruhi berat badan, sebagaimana yang ditemukan oleh tim peneliti di tahun 2013. (Penelitian juga dipublikasikan dalam International Journal of Obesity). Semakin awal seseorang makan, semakin berhasil mereka dalam menurunkan berat badan.

Termasuk juga pada obat. "Jika Anda mengonsumsi obat dalam satu waktu, efeknya akan menjadi lebih toksik daripada dalam dosis terbagi," ungkap Turek, dengan menambahkan bahwa kemungkinan ini karena hati memiliki efek detoksifikasi yang lebih baik pada satu waktu tertentu dibanding waktu lainnya. Peneliti menggunakan ini untuk mempelajari bagaimana waktu memengaruhi pemberian obat.

Dan sesuai dengan hasil penelitian: "Jam biologis sirkadian sudah berkembang menjadi penelitian yang lebih cepat dan dinamis, dengan implikasi pada kesehatan dan kehidupan manusia," ungkap sitasi Nobel.

"Mekanisme yang kami ketahui, bisa ditemukan pada setidaknya setengah ekspersi gen tertentu," catat Rosbash. "Inilah mengapa semuanya diatur oleh ritme sirkadian. Apa yang kami lakukan sekarang sama dengan apa yang dilakukan Eistein untuk ilmu fisika. Ia membawa waktu ke fisika – kami membawa waktu ke biologi," jelas Turek. MIMS

Bacaan lain:
Hadiah Nobel 2017: Dianugerahkan kepada penemu mekanisme molekular pengontrol ritme sirkadian
Tragedi kesehatan karena hidup sendirian – dan efeknya di dunia
3 penemuan baru untuk terapi diabetes

Sumber:
https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/press.html
https://www.statnews.com/2017/10/02/nobel-medicine-circadian-rhythm/ 
http://www.freemalaysiatoday.com/category/leisure/2017/10/03/time-out-dangers-of-disrupting-your-body-clock/ 
http://www.npr.org/sections/health-shots/2017/10/02/555054483/how-messing-with-our-body-clocks-can-raise-alarms-with-health 
https://www.nbcnews.com/health/health-news/body-clock-researchers-win-nobel-prize-n806576