Beranda Sains Cacing Direkayasa Mengubah Cahaya yang Diserap Sehingga Berusia Lebih Lama

Cacing Direkayasa Mengubah Cahaya yang Diserap Sehingga Berusia Lebih Lama

BAGIKAN
Image by Lakshmiraman Oza from Pixabay

Para ilmuwan telah merekayasa spesies cacing gelang (Caenorhabditis elegans) untuk dapat mengubah cahaya yang diserapnya sehingga usianya jauh lebih lama.

Dengan menambahkan pemicu peka cahaya pada mitokondria – disebut sebagai “pembangkit tenaga” pada sel, para peneliti dari AS dan Jerman memperpanjang waktu energi yang mencukupi untuk dapat diberikan ke sel, sebelum terjadi proses penuaan.

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memiliki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Mitokondria memfasilitasi reaksi kimia berdasarkan produk pemecahan glukosa, yang menghasilkan peningkatan adenosin trifosfat (ATP) – pembawa energi universal bagi tubuh. Karena reaksi ini terjadi melintasi membran berbelit-belit organel, efisiensi proses ini dikenal sebagai potensial membran, dan berkurang secara alami seiring bertambahnya usia.

“Kita tahu bahwa disfungsi mitokondria adalah konsekuensi dari penuaan,” kata Andrew Wojtovich, ahli fisiologi dari University of Rochester Medical Center di New York.

“Penelitian ini menemukan bahwa hanya dengan meningkatkan metabolisme menggunakan mitokondria bertenaga cahaya membuat cacing di laboratorium hidup lebih lama dan lebih sehat.”

Dalam studi baru mereka, para ilmuwan menunjukkan bagaimana pompa proton bertenaga cahaya atau ‘optogenetik‘ dapat digunakan untuk memindahkan ion bermuatan melintasi membran mitokondria, sehingga membantu seluruh proses konversi energi. Pompa proton ini dikembangkan dari reaksi kimia di dalam jamur yang dieksplorasi dalam penelitian sebelumnya.

Potensi membran dan produksi ATP dapat ditingkatkan, dan cacing hidup sekitar 30 hingga 40 persen lebih lama dari biasanya. Para peneliti menyebut proses rekayasa baru mereka sebagai mitokondria-ON atau mtON.

“Apa yang kami lakukan pada dasarnya menghubungkan panel surya ke infrastruktur pembangkit listrik yang ada,” kata ahli fisiologi Brandon Berry, dari University of Washington di Seattle. “Dalam hal ini, panel surya adalah mtON alat optogenetik.”

“Mesin mitokondria normal kemudian mampu memanfaatkan energi cahaya untuk menyediakan ATP selain jalur pembakaran normal.”

Seperti lalat buah DrosophilaC. elegans sering digunakan untuk meneliti prinsip dasar biologi yang kemudian dapat diterapkan pada organisme dan hewan lain. Dengan kata lain, mtON juga dapat bekerja pada makhluk yang lebih besar.

“Kita perlu memahami lebih banyak tentang bagaimana mitokondria benar-benar berperilaku pada hewan,” kata Berry. “Pertama pada cacing, seperti penelitian saat ini, tapi kemudian pada sel manusia pada kultur dan hewan pengerat.”

Para ilmuwan mengatakan bahwa pekerjaan mereka dapat memiliki implikasi penting untuk memahami penuaan kita sendiri, dan untuk mengobati berbagai penyakit dan masalah kesehatan yang lebih berisiko bagi kita seiring bertambahnya usia.

“Dengan begitu, penelitian di masa depan akan terinformasi dengan baik untuk menargetkan pemain yang paling mungkin dalam penyakit dan penuaan manusia.”

Penelitian ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Aging.