Ilmuwan di Amerika Serikat telah berhasil merakit asam-asam
ribonukleat ke dalam sebuah sistem logika teradaptasikan yang bisa
diprogram untuk mengindera dan merespon molekul-molekul di dalam sel-sel
jamur yang hidup. Penelitian ini membuka jalan untuk penemuan
peranti-peranti buatan yang dapat memantau kondisi-kondisi sel dan
mengambil tindakan yang diperlukan − seperti menyalurkan obat untuk
mengobati sebuah sel yang sakit.
Komputer biologis ini, yang
seluruhnya terbuat dari RNA, mengontrol translasi RNA duta (mRNA)
menjadi protein. Sejauh ini, komputer-komputer biologis tersebut baru
dapat ditanam di dalam mRNA protein fluoresens hijau (GFP), untuk
membuat sel-sel jamur menyala hijau sebagai respon terhadap keberadaan
molekul-molekul tertentu. Tetapi menurut teori, respons ini bisa menjadi
fungsi molekuler manapun, papar Christina Smolke, yang memimpin
penelitian di Institut Teknologi California.
Melalui alat-alat
komputasi biologis yang telah dibuat sebelumnya, Smolke menekankan bahwa
penelitiannya menemukan sebuah kerangka umum untuk membangun
bio-komputer yang berbasis RNA. Sistem ini mudah diprogram, paparnya,
karena terbuat dari tiga komponen terpisah yang dapat disesuaikan,
analog dengan komponen-komponen "tancap dan main" yang ada di
sirkuit-sirkuit elektronik.
Sensor dari masing-masing peranti
terbuat dari sebuah aptamer RNA, sebuah rantai pendek yang mengikat
molekul target spesifik. Dengan menggunakan rantai RNA lain, aptamer RNA
ini digabungkan dengan sebuah ribozim, rantai akhir dari RNA yang bisa
memotong mRNA. Apabila sebuah molekul "input" terikat ke sensor, ini
menimbulkan perubahan konformasi dalam ribozim − baik dengan
menyebabkannya memotong mRNA, atau dengan menutupnya.
"Kami
mengelompokkan komponen-komponen bio-komputer ini dalam tiga kategori
fungsional: sensor, pemancar, dan aktuatora," kata Smolke. "Jadi selama
sepotong RNA merupakan sebuah sensor, misalnya, maka anda bisa
menancapkannya ke bagian dari alat ini. Dan jadi anda memiliki kemampuan
"tancap dan main" ini yang memungkinkan anda untuk merakit
fungsi-fungsi yang beragam dari jumlah yang sangat kecil dari
komponen-komponen yang telah ditentukan."
Smolke dan rekannya
Maung Nyan Win menggunakan sistem mereka untuk membuat gerbang-gerbang
logika biomolekuler, dengan meniru yang ada pada sirkuit-sirkuit
elektronik. Peranti RNA mereka ini adalah yang pertama membuat komputasi
multi-input (dengan bereaksi terhadap dua atau lebih molekul pada saat
yang sama). Dalam sebuah contoh sederhana (gerbang AND), fluoresensi
dalam sel-sel jamur dideteksi hanya ketika dua input molekuler,
teophylin dan tetrasiklin, kedua-keduanya ada.
"Ini merupakan
sebuah tahapan yang sudah berada dalam jalur yang tepat," kata Milan
Stojanovic, seorang ahli terapeutik eksperimental yang sedang meneliti
biokomputasi di Columbia University di New York. "Sebuah tahapan
terhadap pencapaian beberapa harapan yang sangat besar dimana anda akan
memiliki sirkuit-sirkuit buatan lengkap yang melakukan berbagai fungsi
otomatis dalam sel. Harapan saya bahwa dalam jangka lima atau sepuluh
tahun, gambaran lengkap dari peranti ini sudah rampung. Friedrich
Simmel, yang meneliti komputasi biomolekuler di Technical University of
Munich di Jerman, mengatakan, "Cukup sulit untuk mengatakan apakah ini
akan bekerja pada kondisi sesungguhnya tapi pada dasarnya anda bisa
membuat komputasi-komputasi logis rumit dengan beberapa fungsi yang
ditunjukkan disini."
0 komentar:
Posting Komentar