Studi Baru Menunjukkan Pengaruh Kekurangan Zat Besi terhadap Penentuan Jenis Kelamin di Rahim
Studi terbaru telah mengungkapkan potensi pengaruh kadar zat besi terhadap penentuan jenis kelamin di dalam rahim, setidaknya pada tikus. Kekurangan zat besi selama masa kehamilan dapat menyebabkan embrio tikus jantan mengembangkan fitur-fitur betina, menurut penelitian yang baru-baru ini diterbitkan.
Kekurangan zat besi mengganggu aktivasi gen kunci yang memicu perkembangan organ seks jantan. Akibatnya, embrio dengan kromosom XY — kombinasi paling umum yang terlihat pada jantan — dapat mengembangkan organ seks betina. “Ini adalah temuan yang sepenuhnya baru dan sangat tidak terduga,” kata Peter Koopman, penulis bersama studi dan profesor emeritus biologi perkembangan di Universitas Queensland, Australia, kepada Live Science. “Belum pernah ditunjukkan sebelumnya bahwa zat besi dapat membalikkan begitu banyak saklar perkembangan yang penting.”
Penelitian sebelumnya telah menetapkan bahwa gen SRY pada kromosom Y berfungsi sebagai "saklar utama" untuk mengaktifkan perkembangan organ jantan pada mamalia. Enzim bernama JMJD1A memainkan peran penting dalam membalikkan saklar utama ini, dan enzim ini memerlukan zat besi untuk berfungsi dengan baik. Namun, hubungan antara kadar zat besi dan penentuan jenis kelamin belum sepenuhnya dipahami.
Sekarang, dalam studi yang diterbitkan pada tanggal 4 Juni di jurnal Nature, para peneliti melaporkan bahwa zat besi sangat penting untuk perkembangan testis pada tikus XY. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekurangan zat besi pada ibu mengganggu aktivitas JMJD1A, yang menurunkan ekspresi SRY dan mendorong perkembangan ovarium pada embrio tikus XY.
Walaupun demikian, masih terlalu dini untuk mengatakan apakah temuan ini pada tikus dapat diterapkan pada kehamilan dan perkembangan jenis kelamin manusia, kata Tony Gamble, profesor asosiasi ilmu biologi di Universitas Marquette, Milwaukee, yang tidak terlibat dalam studi tersebut.
Dalam penelitian ini, para peneliti menggunakan perawatan farmasi dan diet rendah zat besi untuk memanipulasi kadar zat besi pada tikus hamil. Ketika tikus hamil mengalami kekurangan zat besi, enam dari 39 total embrio XY mengembangkan ovarium alih-alih testis. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa genetika tampaknya menjadi faktor dalam sensitivitas embrio terhadap efek ini.
Untuk mengonfirmasi mekanisme ini, tim juga menumbuhkan gonad embrionik — struktur yang berkembang menjadi testis atau ovarium di dalam rahim — di laboratorium sehingga mereka dapat mengamati langsung dampak dari pengurangan zat besi. Analisis laboratorium menunjukkan bahwa mengurangi zat besi dalam sel-sel hingga 40% dari kadar normal menyebabkan peningkatan signifikan pada histon di gen SRY. Histon adalah protein yang mengikat DNA dan membantu mengendalikan gen mana yang diaktifkan, dan efek ini hampir sepenuhnya menghalangi ekspresi gen SRY.
Biasanya, enzim JMJD1A akan menghilangkan histon dari gen SRY, memungkinkan gen ini untuk diaktifkan. Para peneliti berhipotesis bahwa ketika kadar zat besi turun, aktivitas enzim ini terganggu, sehingga histon penekan menumpuk di gen SRY.
Hasil ini menunjukkan bahwa “beberapa sifat perkembangan penting yang sebelumnya dianggap sepenuhnya dikendalikan secara genetik juga dapat sangat dipengaruhi oleh faktor nutrisi dan metabolik,” kata Koopman. Dan “jika zat besi dapat memiliki dampak seperti itu pada perkembangan jenis kelamin, maka mungkin sistem organ lainnya juga sangat bergantung pada zat besi atau faktor diet lainnya dengan cara yang serupa,” tambahnya.
Namun, karena penelitian ini dilakukan hanya pada tikus, pertanyaan apakah zat besi dapat memiliki efek serupa pada manusia masih terbuka. Meskipun penentuan jenis kelamin mengikuti cetakan yang secara umum mirip di antara mamalia, terdapat beberapa perbedaan penting antara tikus dan manusia, kata Gamble.
Sebagai contoh, meskipun kedua spesies bergantung pada gen yang sama untuk mendorong perkembangan testis, konsekuensi dari mutasi pada gen-gen ini berbeda antara kedua spesies. Kesamaan mereka dengan manusia menjadikan tikus sebagai model yang penting untuk mempelajari perkembangan dan penyakit, kata Gamble, “tetapi perbedaan tersebut mengharuskan kita berhati-hati dalam mengasumsikan proses yang berjalan identik di antara kedua spesies.”
Menguji temuan baru ini pada manusia tidak akan mudah, karena banyak eksperimen yang mungkin dilakukan pada tikus tidak dapat dilakukan secara etik pada manusia, kata Koopman. “Jadi, langkah ke depan harus melibatkan melakukan eksperimen biokimia, kultur sel, dan ekspresi gen untuk membangun bukti tidak langsung bahwa apa yang berlaku pada tikus juga berlaku pada manusia,” tambahnya.
