Dunia Bakteri Baru yang Berani

Meskipun 300 tahun mengintip melalui mikroskop, menumbuhkan bakteri dalam budaya, dan menyaring tanah, udara, dan air untuk spesies mikroba baru, para ilmuwan jelas telah mengabaikan banyak kehidupan di bumi. Berkat alat penelitian baru yang kuat, ahli bakteriologi menemukan bahwa dunia kehidupan tiba-tiba jauh lebih besar dan lebih kompleks daripada yang mereka bayangkan bahkan satu dekade lalu. Temuan ini mungkin serupa besarnya, mungkin, dengan pandangan pertama mikroskopis Belanda Antonie van Leeuwenhoek tentang mikroba—ia menyebutnya animalcules-cavorting di bawah lensa kaca kasarnya.



Karena bakteri pada dasarnya tidak dapat dideteksi kecuali mereka dapat ditumbuhkan dalam kultur, sebagian besar spesies—yang ada di lingkungan yang sulit untuk direplikasi—dalam arti tertentu, terlarang. Bayangkan jika seluruh pemahaman kita tentang biologi didasarkan pada kunjungan ke kebun binatang, kata Norman R. Pace, ahli biologi di University of California, Berkeley. Itu analog dengan situasi kita sehubungan dengan pemahaman dunia mikroba.

Membuat Komputer Rakyat

Cerita ini adalah bagian dari edisi April 1997 kami





tebak kapan aku akan mati
  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Melvin Simon, ketua departemen biologi di California Institute of Technology, memperkirakan bahwa sekitar 99 persen bakteri di luar sana belum dapat tumbuh di cawan kultur laboratorium. Itu karena para ilmuwan sering tidak dapat menentukan kombinasi yang tepat dari kondisi-termasuk oksigen, suhu, dan cahaya-yang dibutuhkan mikroba dan karena sulit untuk mensimulasikan persyaratan ini sekaligus untuk membuat mereka bahagia. Sekitar 6.000 spesies mikroorganisme telah dideskripsikan secara formal. Dan sampai sekarang, katanya, sisanya tetap tidak terlihat oleh kita.

Kunci untuk mendapatkan pandangan pertama di dunia baru ini adalah mempelajari cara mengisolasi, memperkuat, dan mempelajari materi genetik organisme secara langsung dari lingkungan tanpa membiakkan organisme itu sendiri. Dengan menggunakan instrumen molekuler yang secara selektif memilih gen bakteri yang sangat spesifik dari kaldu DNA, para ilmuwan sekarang dapat dengan cepat mengidentifikasi organisme baru, mengeksplorasi sifat-sifatnya, dan menentukan kekerabatannya dengan organisme yang sudah diketahui.

Yang menonjol di antara alat molekuler baru adalah teknik penguatan gen yang disebut PCR, reaksi berantai polimerase. PCR memungkinkan gen tertentu untuk diisolasi dan disalin tanpa henti, sehingga cukup tersedia untuk studi terperinci, seperti urutan DNA gen. Dan dalam urutan-sebenarnya perbedaan urutan dari satu organisme ke organisme lainnya-identitas mikroba dapat dilihat.



Seiring dengan PCR, alat-alat baru tersebut mencakup teknologi pengurutan cepat, pemrosesan komputer yang cepat dari data urutan gen, dan teknologi elektroforesis yang semakin akurat, yang secara elektrik memisahkan gen dalam gel atau cairan sesuai ukuran.

Salah satu target analitis utama dari pekerjaan tersebut adalah RNA (asam ribonukleat) yang ada di mana-mana dalam ribosom, benda bulat kecil yang digunakan sel hidup sebagai perangkat pembangun protein. Semua sel memiliki ribosom, dan karena RNA yang dikandungnya sedikit berbeda dari satu spesies ke spesies berikutnya, ia berfungsi sebagai penanda yang andal—semacam tag anjing molekuler—yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi, mengklasifikasi, dan menganalisis setiap mikroba baru.

kepler bumi seperti planet

Temuan yang mengejutkan adalah bahwa di mana pun para peneliti menerapkan teknik baru ini, mereka menemukan bakteri baru yang aneh, dalam kelimpahan dan keragaman yang tidak diantisipasi oleh siapa pun. Sebagai contoh, seperti yang dijelaskan oleh Paul Dunlap, seorang ilmuwan asosiasi di Woods Hole Oceanographic Institution di Massachusetts, dalam publikasi Woods Hole Oceanus, kehidupan mikroba laut sangat melimpah sehingga dalam beberapa kasus organisme muncul dalam jumlah yang luar biasa tinggi, hingga sekitar 100 miliar per mililiter air laut. Faktanya, organisme dengan diameter kurang dari 2 mikron yang ditemukan hidup di laut sangat melimpah hingga mencapai 95 persen massa semua bentuk kehidupan di lautan dunia.

Tanah sedimen, bahkan lumpur purba yang diendapkan di dasar laut dalam, juga sangat hidup dengan mikroorganisme. Pengeboran baru-baru ini ke dasar Laut Jepang, misalnya, membawa sampel-dari lapisan sedimen yang terkubur sedalam 500 meter yang mengandung jutaan organisme di setiap gram tanah.



Alam Baru

ilegal untuk merekam polisi

Temuan menunjukkan bahwa bahkan seteguk air, atau sampel kecil tanah, membawa cukup banyak bakteri—sebagian besar dari mereka sebelumnya tidak diketahui—untuk membuat regu peneliti sibuk selama bertahun-tahun. Ada gen baru, enzim baru, dan fungsi baru yang tidak kita ketahui sama sekali, catat Simon, dan data menumpuk terlalu cepat untuk dianalisis secara mendetail. Mereka (mikroba) bahkan memiliki beberapa jenis membran sel yang berbeda, menunjukkan bahwa alam biologi yang sama sekali baru ada untuk dieksplorasi.

Karena setiap organisme memiliki gen, karakteristik biokimia, struktur, dan perilakunya sendiri, potensi industrinya sangat besar. Setiap spesies memiliki antara 1.000 dan 5.000 gen, dan sebagian besar sifat biokimianya masih belum diketahui. Jadi kemungkinan besar enzim, makanan, obat-obatan, bahan kimia, bahan, dan proses baru akan ditemukan. Bakteri yang dapat hidup di lingkungan sumber air panas yang tidak bersahabat, misalnya, telah menghasilkan enzim khusus yang bekerja dengan baik pada suhu tinggi, yang dapat berguna dalam pemrosesan kimia. Juga, kata Pace, beberapa mikroorganisme membuat zat yang menempel pada permukaan air yang hampir mendidih, yang bisa berharga dalam operasi manufaktur tertentu.

Dalam istilah evolusi, Simon mencatat, seharusnya tidak mengejutkan bahwa ada begitu banyak jenis bakteri yang berbeda, bahkan di tempat-tempat yang dulu tampak tidak mungkin. Lagi pula, selama 3 miliar tahun dunia dihuni oleh bakteri dan mungkin sangat sedikit yang lain. Jadi organisme bersel tunggal ini memiliki lebih banyak waktu untuk berevolusi daripada kebanyakan makhluk lain di bumi.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan