Terobosan Kode Genetik Berpotensi Menjadi Revolusi Biologi

JAKARTA - Para peneliti di Universitas Cambridge, Inggris, telah merekayasa ulang kode genetik mikroba untuk membuat sel sintetis dengan kemampuan yang belum pernah ada. Upaya itu membuka kemungkinan bahan baru untuk segala hal mulai dari plastik hingga antibiotik.

Pengetahuan tentang bagaimana memanipulasi dan mengedit DNA di jantung dari semua proses genetik telah ditetapkan, tetapi sampai sekarang tidak mungkin untuk mengubah kode berusia tiga miliar tahun yang melaluinya karena DNA menginstruksikan sel untuk membentuk rantai asam amino yang membentuk molekul kerja kehidupan.

"Ini berpotensi menjadi revolusi dalam biologi," kata pemimpin proyek di Laboratorium Biologi Molekuler Dewan Riset Medis (Medical Research Council/MRC), Jason Chin.

"Bakteri ini dapat diubah menjadi pabrik terbarukan dan dapat diprogram yang menghasilkan berbagai molekul baru dengan sifat baru, yang dapat bermanfaat bagi bioteknologi dan obat-obatan, termasuk membuat obat baru seperti antibiotik," tuturnya.

Penelitian penting yang diterbitkan dalam jurnal Science tersebut dibangun di atas terobosan tim 2019 yang menciptakan versi mikroba usus E coli umum dengan semua DNA-nya yang dikenal sebagai geno, yang seluruhnya dibangun dari bahan kimia laboratorium.

Para ilmuwan kini telah menulis ulang kode genetik bakteri Syn61 baru yang mengubah tidak hanya DNA, tetapi juga mesin seluler terkait yang mengubah gen menjadi produk biokimia. Ini menciptakan organisme baru yang tumbuh seperti bakteri E coli, tetapi dengan sifat tambahan.

Kunci dari proses ini adalah kelompok tiga "huruf" biokimia A, T, C, dan G di dalam DNA. Masing-masing "kodon" ini memberi tahu sel untuk menambahkan asam amino spesifik ke rantai protein yang sedang tumbuh. Sejak awal kehidupan di bumi, semua makhluk telah menyimpan informasi genetik dengan cara ini.

Karena ada 64 kemungkinan kodon dan hanya 20 asam amino alami, kode genetik memiliki banyak redundansi. Para ilmuwan Cambridge telah mengeksploitasi metode ini dengan menggunakan kembali beberapa kodon untuk menghasilkan blok bangunan berbeda yang tidak ada di alam sambil tetap membiarkan sel membuat semua protein yang dibutuhkan untuk kehidupan.

Analoginya adalah melihat kode genetik alam sebagai papan ketik komputer berbahasa Inggris di mana huruf-huruf tertentu muncul lebih dari satu kali. Tim Cambridge, pada dasarnya, telah mengubah duplikat A menjadi huruf Yunani alfa, B surplus menjadi beta dan seterusnya, sehingga memungkinkan untuk mengetik dalam bahasa Yunani dan Inggris.

Polimer Baru

Eksperimen menunjukkan bahwa sel bakteri yang direkayasa dapat merangkai monomer eksotis - blok bangunan molekuler - menjadi protein baru dan molekul besar lainnya yang dikenal sebagai polimer.

"Kami ingin menggunakan bakteri ini untuk menemukan dan membangun polimer sintetis panjang yang terlipat menjadi struktur dan dapat membentuk kelas bahan baru," usul Chin, menambahkan bahwa aplikasi lain adalah polimer baru seperti plastik biodegradable.

Dua ilmuwan terkemuka yang tidak terlibat dalam penelitian Cambridge, Delilah Jewel dan Abhishek Chatterjee dari Boston College, mengatakan bahwa teknologi yang menggunakan "blok bangunan non-alami" akan membuka aplikasi baru yang tak terhitung jumlahnya, "dari pengembangan kelas baru bioterapi hingga biomaterial dengan sifat inovatif". n SB/ft/E-9