Bakteriofag virus menginfeksi sel bakteri, virus bakteri. dari www.shutterstock.com
Saat ini, komunitas ilmiah terperanjat pada prospek pengeditan gen untuk dibuat Manusia "perancang". Penyuntingan gen mungkin memiliki konsekuensi yang lebih besar daripada perubahan iklim, atau bahkan konsekuensi melepaskan energi atom.
CRISPR adalah akronim untuk Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Ini adalah sistem kekebalan yang dikembangkan bakteri untuk melindungi diri dari infeksi oleh bakteriofag - bentuk kehidupan yang paling melimpah di planet ini.
Lebih kecil daripada bentuk kehidupan yang dikenal
Bakteriofag ditemukan di Paris oleh Felix d'Hérelle di Institut Pasteur di 1917. Dia mempelajari sebagian pasien yang secara spontan sembuh dari disentri. D'Hérelle mengusulkan bahwa antimikro yang lebih kecil daripada bentuk kehidupan yang diketahui telah membunuh bakteri pada pasien yang terinfeksi. Dia menunjukkan secara pasti keberadaan bentuk kehidupan baru ini, dan menamai mereka bakteriofag: virus yang menyerang bakteri.
Bakteriofag telah diteliti secara intens: itu cantik terungkap dengan mikroskop elektron dan genomnya adalah bentuk kehidupan pertama yang diurutkan.
Menanggapi serangan bakteriofag
Di 2007, Rodolphe Barrangou dan Philippe Horvath dari perusahaan produksi makanan Danisco berkolaborasi dengan Sylvain Moineau dari Universitas Laval untuk memecahkan masalah lama dalam produksi yogurt. Mereka bertanya: Mengapa bakteri yang penting untuk produksi yogurt dan keju rentan terhadap serangan bakteriofag, dan bagaimana ini bisa dicegah?
Barrangou, Horvath dan Moineau membuat penemuan yang menakjubkan bahwa bakteri sebenarnya memiliki sistem kekebalan.
CRISPR: Mendapatkan Sistem Kekebalan Bakteri.
{youtube}yW0yA3qoH9A{/youtube}
Setelah serangan bakteriofag awal, sejumlah kecil bakteri yang hidup akan mengenali DNA bakteriofag yang baru menyerang. Bakteri yang bertahan hidup kemudian akan meningkatkan respons imun yang menyebabkan kematian bakteriofag. Bakteri yang selamat dari serangan fag akan menanamkan fragmen DNA bakteriofag dalam genom bakteri mereka untuk berfungsi sebagai "memori" dari infeksi.
Menargetkan dan memutuskan
Barrangou, Horvath dan Moineau lalu ditemukan bagaimana bakteriofag menyerang dieliminasi. Setelah mengenali bakteriofag yang baru menyerang, bakteri akan menargetkan dan memutuskan DNA dari bakteriofag yang menyerang.
Suka de recherche de Québec: CRISPR-Cas9: L'origine de la découverte | Sylvain Moineau.
{youtube}Bz0aN5qEkyw{/youtube}
Ahli biologi Jennifer Doudna dan Emmanuelle Charpentier menemukan lebih lanjut bahwa "panduan" telah berevolusi dalam sistem kekebalan bakteri. Setiap bakteriofag yang DNAnya berhubungan dengan fragmen memori yang diperoleh dari infeksi sebelumnya akan dikenali dan diputuskan oleh mesin eliminasi “dipandu”. Bersama-sama, sistem kekebalan bakteri yang meliputi fragmen memori dari DNA bakteriofag dan mesin respons bakteri dikenal sebagai sistem CRISPR-Cas9.
Eksploitasi komersial dari penemuan itu diikuti. Doudna, Charpentier, dan lainnya mengakui bahwa sistem biologis baru ini dapat dimanfaatkan untuk mengedit gen dalam bentuk kehidupan apa pun.
Bozeman Science: Apa itu CRISPR?
{youtube}MnYppmstxIs{/youtube}
Sistem CRISPR-Cas9 bukan sistem pengeditan gen pertama yang ditemukan. Almarhum biokimia Michael Smith, sementara di University of British Columbia, dianugerahi Hadiah Nobel di 1993 untuk penemuan alat kimia pengeditan gen dengan aplikasi yang relevan dengan kanker dan penyakit lainnya.
Ilmu UBC: Warisan Dr. Michael Smith.
{youtube}khYP1dN5nRg{/youtube}
Bakteriofag sebagai solusi potensial
D'Hérelle mengamati bahwa bakteriofag yang sama diisolasi dari pasien yang sembuh dari disentri dapat digunakan untuk melindungi kelinci dari infeksi yang fatal. Datang sebelum penemuan antibiotik, penemuan d'Hérelle terinspirasi Sinclair Lewis untuk menampilkan terapi bakteriofag manusia dalam dirinya Novel pemenang Hadiah Pulitzer Arrowsmith.
Salah satu koleksi terbesar bakteriofag secara global ada di Laval University. Sylvain Moineau adalah kurator, dan koleksi ini dinamai Felix d'Hérelle.
Harapannya sekarang adalah bahwa terapi bakteriofag dapat dianggap sebagai solusi potensial resistensi antibiotik. Namun, harapan apa pun dari terapi fage dikerdilkan oleh eksploitasi saat ini manfaat komersial dari sistem CRISPR-Cas9.
Saat ini, konsekuensi membuka Kotak Pandora ada di kita. Penerapan sistem CRISPR-Cas9 untuk menghasilkan manusia perancang melalui pengeditan gen "germ-line" dari sel telur manusia yang dipanen akan menciptakan perubahan permanen yang terus berlanjut melalui generasi-generasi berikutnya, dan ketakutan atas tindakan-tindakan ini mungkin sebanding dengan konsekuensi dari perang nuklir dan perubahan iklim.
Tetapi ada aplikasi potensial lain dari “non-germline” CRISPR-Cas9, seperti penyuntingan gen penyakit. Ini baru-baru ini telah berhasil diselesaikan distrofi otot pada anjing. Sadar akan mitos Pandora's Box, pesimisme tentang penyuntingan gen "germ-line" mungkin diimbangi oleh harapan untuk manfaat masa depan bagi umat manusia.
{youtube}lXmHA-XySmk{/youtube}
Tentang Penulis
John Bergeron, Profesor Emeritus Robert Reford dan Profesor Kedokteran di McGill, Universitas McGill. John Bergeron mengucapkan terima kasih kepada Kathleen Dickson sebagai penulis bersama.
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait
at Pasar InnerSelf dan Amazon
