Menyelisik Awal Mula Kelahiran Rekayasa Gen yang Mengubah Dunia

Pada 1988, Francisco Mojica, 25 tahun, mencari nafkah dengan melakukan penelitian terhadap bakteri yang hidup di pesisir Mediterania yang ada di tenggara Spanyol. Saat itu ia adalah kandidat doktoral di Universitas Alicante.

Penelitiannya fokus pada mikroorganisme yang amat unik yaituHaloferax mediterranei, makhluk bersel tunggal yang tumbuh subur di air yang sangat asin sehingga tak ada makhluk hidup lain yang sanggup hidup di lingkungan tersebut. "Bahkan air laut tidak cukup asin bagi mereka (Haloferax mediterranei)," ucap Mojica.

Untuk memahami makhluk aneh ini, Mojica, pembimbing dan mahasiswa pascasarjana lainnya harus bersusah payah mengurutkan potongan DNAH mediterranei. Pada saat itu di era awal '90-an, proyek genom pra-Manusia merupakan teknologi yang belum modern dan secanggih seperti saat ini sehingga pekerjaan itu membuatnya amat frustrasi.

Ketika Mojica menemukan pengulangan basa DNA yang tak lazim, ia berasumsi riset yang mereka lakukan telah mengalami kegagalan. "Sangatlah mustahil untuk kita mendapatkan urutan yang sama persis berkali-kali," pikir Mojica saat itu.

Setiap kali Mojica dan rekan-rekannya mengulangi percobaan, pola yang sama, 30 atau lebih basa yang muncul berulang-ulang, dipisahkan oleh panjang DNA yang tampaknya tidak berhubungan, muncul kembali.

Setelah membaca artikel jurnal di perpustakaan, Mojica mengetahui bahwa sekelompok orang Jepang telah mendapatkan pola yang serupa dalam genomE colibeberapa tahun sebelumnya.Terlepas dari kenyataan bahwa pengulangan tampaknya tidak terkait dengan fokus penelitian kegemaran yaituH mediterranei, Mojica sempat menyelipkan keterangan penelitian dari Jepang itu pada bab akhir tesis Ph.D-nya, dan pada saat ia menyerahkan tesisnya, dia amat penasaran dan tidak bisa berhenti untuk memikirkannya.

Jawaban atas rasa penasarannya itu ternyata lebih pelik daripada yang ia pernah bayangkan. Hal itu karena tidak banyak orang yang memiliki minat penelitian yang sama.

Keanehan yang tidak dapat dijelaskan merupakan hal yang umum terjadi pada genom sebagian besar organisme, mulai dari manusia hinggaarchaea, kelompok mikroorganisme yang termasuk didalamH. mediterranei.Bahkan setelah beralih ke subjek lain, Mojica tetap penasaran oleh fakta bahwaE colidanH mediterranei, yang berkerabat jauh, namun keduanya memiliki pengulangan dan bahwa "DNAspacer" antara pengulangan selalu memiliki panjang yang sama meskipun memiliki berbagai macam urutan yang berbeda.

"Apa fungsi dari semua hal ini?" itulah persoalan yang berkecamuk dalam benak Mojica.

Untungnya pada awal 2000, pengurutan genom menjadi jauh lebih mudah. Penelitian Mojica bahkan mulai menarik perhatianpihak lain seperti Roger Garrett di Universitas Kopenhagen, Ruud Jansen di Universitas Utrecht di Belanda, dan Eugene Koonin di National Center of Biotechnology Information (NCBI) Amerika Serikat.

Ketika Mojica dan Jansen saling korespondensi, mereka mulai mencari nama yang menarik untuk pola tersebut dan akhirnya pada 21 November 2001 mereka memilih CRISPR, singkatan dariClustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(Pengulangan Palindromik Pendek yang Teratur dan Berjarak).

Pada 2003,Mojica akhirnya menemukan kunci untuk mengetahui asalspacerdan bersama dengan itu, ia menemukan makna teka-teki yang telah membingungkan dirinya cukup lama. Saat menelitiE coli, ia menyadari bahwaspaceradalah potongan-potongan DNA dari virus yang tersimpan dalam genom spesies inang dan beberapa galur mikroba yang membawaspacersudah diketahui resisten terhadap infeksi.

Pada 2005, Mojica dan kelompoknya menerbitkan sebuah makalah diJournal of Molecular Evolutiondengan hipotesis ini, dan tahun berikutnya, Koonin dan rekan-rekannya di NCBI menjelaskan rincian bagaimana sistemnya bisa berfungsi. Pada 2007, para peneliti di perusahaan makanan dan enzim yang berbasis di Denmark, Danisco, mengkonfirmasi bahwa CRISPR memang mewakili sistem kekebalan mikroba. Pada tahun-tahun berikutnya, sekelompok peneliti di seluruh dunia menggambarkan bagaimana bakteri danarchaeamengumpulkan virus DNA dan bagaimana kinerja penghancuran terhadap virus penyerang.

Segera, terobosan penting lainnya terjadi. Salah satu wawasan paling menarik terkait CRISPR adalah bahwa Cas9, salah satu gen yang terkait dengan pengulangan pada bakteri, membuat protein yang dapat memotong hampir semua urutan DNA. Pada 2012, Emmanuelle Charpentier dari Universitas Umea dan Jennifer Doudna dari Universitas California, Berkeley memimpin tim yang mendemonstrasikan bagaimana Cas9 dapat digunakan untuk memotong dan menempelkan gen ke dalam DNA sel hidup. Tiba-tiba, era penyuntingan gen pun lahir.

Teknologi kontroversial

Rekayasa genetika dengan CRISPR-Cas9 adalah salah satu teknologi paling menarik dan kontroversial di abad ke-21. Hampir tidak ada hari berlalu tanpa cerita baru tentang kegunaan potensialnya.

Rekayasa genetika berada di balik metode baru untuk menghancurkan populasi nyamuk penyebar penyakit, dan para peneliti saat ini sedang meneliti apakah embrio manusia bisa disunting untuk menyembuhkan penyakit genetik yang melumpuhkan atau mematikan sebelum lahir.

Pada akhirnya teknik CRISPR-Cas9 telah mengantarkan Charpentier dan Doudna untuk meraih Anugerah Nobel bidang kimia pada 2020 atas jasanya dalam pengembangan dan metode pengeditan genom.

Semua itu terjadi berawal dari rasa ingin tahu Mojica yang amat mengusiknya."Ilmu pengetahuan dasar seperti pohon yang memberi Anda buah apel, pir, nanas, banyak buah berbeda hanya dari pohon yang sama," kata dia.

Mojica merasa bangga bahwa berawal dari pengulangan yang tak lazim ternyata menjadi sesuatu, dan ia amat terkesan dan senang dengan orang-orang yang mau melanjutkan pekerjaannya."Mereka ternyata bisa melakukan hal-hal yang luar biasa," pungkas dia.SB/alliance.nautil.us/I-1