Langsung ke konten utama

Ekologi Sintetis, Merekayasa Lingkungan dengan Mikrobiom

Pernah mendengar biologi sintetis? Bagi yang belum pernah dengar, biologi sintetis atau Synthetic biology atau SynBio adalah salah satu cabang dari ilmu biologi yang menggabungkan banyak cabang lainnya.

Di antara cabang yang digabungkan adalah biologi molekuler, biologi sistem, teknik molekuler, biofisika, teknik kimia dan lainnya. Tujuannya adalah untuk merancang sistem, mesin dan modul biologi untuk tujuan yang berguna.


Salah satu yang dapat diaplikasikan dalam biologi sintetis ini adalah mengenai manipulasi mikrobiom. Ia terdiri dari semua bakteri dalam usus dan dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kesehatan manusia dan penyembuhan penyakit.


Mikrobioma ini bukan hanya ada di dalam tubuh kita namun juga di alam terbuka dengan spesifikasi tertentu di suatu lingungan yang sesuai. Mikrobiom ini terdiri dari bakteri, jamur, alga dan protista atau kombinasi di antara semuanya yang memberikan pengaruh satu sama lain dan lingkungan tempat mereka hidup.


Terbaru, Daniel Segrè, Direktur Inisiatif Mikrobioma Universitas Boston memberikan gagasan dalam penelitiannya tentang bagaimana mikrobioma dapat dimanipulasi untuk kebaikan kelangsungan hidup planet. "Untuk membantu mempertahankan planet kita, bukan hanya kesehatan kita sendiri," sebutnya.

Dalam studinya, Segrè dan tim peneliti lainnya mempelajari kegunaan mikrobiom tersebut. Mereka ingin tahu bagaimana mikrobioma dapat diarahkan untuk melakukan tugas-tugas penting yang bermanfaat.

Misalnya seperti menyerap lebih banyak karbon di atmosfer, melindungi terumbu karang dari pengasaman laut, meningkatkan kesuburan dan hasil lahan pertanian, dan mendukung pertumbuhan hutan dan tanaman lain meskipun kondisi lingkungan berubah.

Tidak seperti banyak ahli biologi sintetik lainnya yang bekerja untuk meningkatkan atau merekayasa genetika mikroba secara langsung, Segrè dan timnya lebih tertarik pada perilaku mikrobiom yang mengubah kondisi lingkungan tempat tinggalnya. Ini merupakan sebuah pendekatan yang menurutnya dapat lebih baik dijabarkan sebagai "Ekologi sintetis."

"Pendekatan biologi sintetik yang lebih tradisional adalah dengan memanipulasi genom mikroba," sebut Segrè. "Namun kami mencoba memanipulasi ekosistem mikrobanya menggunakan molekul lingkungan," sebutnya.

Dalam studi yang baru-baru ini diterbitkan di Nature Communications, seorang ilmuwan tim peneliti di laboratorium Segrè, mengeksplorasi bagaimana keberadaan 32 molekul atau nutrisi lingkungan yang berbeda, sendiri atau dalam kombinasi dengan yang lain, akan memengaruhi pertumbuhan tingkat komunitas mikroba dan campuran beragam spesies yang membentuk mikrobioma tertentu.


Baca juga:


Ternyata, hasil eksperimen mengejutkan tim. Peneliti sebelumnya berasumsi bahwa mereka akan melihat pertumbuhan dan keragaman mikrobioma meningkat karena "serangga" memiliki lebih banyak akses ke berbagai makanan termasuk  berbagai karbon,  gula, asam amino, dan polimer kompleks.

Sebaliknya, mereka menemukan bahwa persaingan makanan antara spesies mikroba yang berbeda menghambat diversifikasi dalam komunitas mikroba.

"Hasil menunjukkan bahwa kompleksitas lingkungan saja tidak cukup untuk mempertahankan keragaman komunitas, dan hal ini memberikan panduan praktis untuk merancang dan mengendalikan ekosistem mikrobanya terlebih dahulu," tulis para peneliti dalam jurnal tersebut. 

Jadi, apa mekanisme yang mengontrol keragaman mikrobiom? Perlu ada penelitian tambahan karena kompeksitas antar interaksi yang dihasilkan.

Selain itu, sumber makanan tidak meningkatkan variasi spesies mikroba dalam eksperimen mereka. Dan lebih banyak makanan memicu pertumbuhan mikroba lebih banyak namun hanya jenis tertentu saja. 

"Eksperimen kami menunjukkan bahwa modulator penting dalam keragaman mikroba adalah seberapa banyak organisme yang berbeda ini bersaing satu sama lain untuk sumber daya yang ada. Semakin banyak organisme bersaing, semakin sedikit keragaman komunitas itu," sebut para peneliti.

Tim berencana untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang faktor lingkungan tambahan, menyelidiki bagaimana akses nutrisi dan variasi mengubah komunitas mikroba dari waktu ke waktu, dan bagaimana media tempat komunitas mikroba hidup memengaruhi konsumsi dan sekresi molekul mereka.


Tim peneliti ini juga akan mengeksplorasi bagaimana proses metabolisme di antara spesies mikroba yang berbeda dapat berinteraksi satu sama lain, dan bagaimana kemampuan beberapa organisme untuk secara berurutan atau bersamaan mengkonsumsi banyak sumber daya mempengaruhi kondisi mikrobiom secara keseluruhan.

Penelitian yang mengubah dan memanipulasi faktor lingkungan ini dapat membuka pintu untuk menggunakan mikrobiom yang dapat memengaruhi metabolisme manusia, kondisi kesehatan, penyakit pada manusia dan juga ekosistem alami.

Postingan Populer

Review Asus Vivobook Flip 14 (TP3407), Laptop Lipat Layar OLED, Baterai Awet

Dalam beberapa tahun terakhir, tipe laptop convertible semakin diminati oleh berbagai kalangan, mulai dari para pelajar hingga kaum profesional. Fleksibilitas desain yang memungkinkan mode penggunaan berbeda, mulai dari mode laptop, stand, tenda hingga tablet, memberikan nilai tambah bagi pengguna dengan mobilitas tinggi. Selain itu, layar sentuh dan dukungan stylus semakin memudahkan aktivitas kreatif dan pencatatan digital, menjadikan laptop convertible pilihan ideal untuk produktivitas modern. Di sisi lain, daya tahan baterai menjadi faktor utama yang dipertimbangkan pengguna dalam memilih laptop. Dengan meningkatnya kebutuhan akan perangkat yang bisa bertahan seharian tanpa sering mengisi ulang daya, laptop dengan efisiensi daya tinggi semakin populer.  Asus Vivobook Flip 14 TP3407 hadir sebagai solusi yang menggabungkan desain convertible, layar OLED berkualitas tinggi, dan daya tahan baterai yang cukup andal. Untuk itu, mari kita sedikit mengupas apa yang ditawarkan Asus lewa...

Google PHK Ratusan Karyawan Divisi Android, Chrome dan Pixel

Gelombang pemutusan hubungan kerja (PHK) kembali melanda industri teknologi global. Kali ini, Google menjadi sorotan setelah memecat ratusan karyawan dari divisi Android, Chrome, dan Pixel. Keputusan ini diambil setelah perusahaan melakukan restrukturisasi internal dengan menggabungkan tim Android dan Chrome ke dalam grup Pixel and Devices di bawah pimpinan Rick Osterloh pada 2024. Dalam pernyataan resminya, Google mengonfirmasi adanya "pengurangan pekerjaan" sebagai bagian dari upaya perusahaan untuk menjadi lebih gesit dan efisien. Meskipun tidak dijelaskan secara rinci tim mana saja yang terdampak, Google memastikan bahwa langkah ini tidak akan memengaruhi rencana produk yang telah disiapkan untuk tahun ini. PHK kali ini bukanlah yang pertama bagi Google. Pada 2023 lalu, perusahaan induk Alphabet tersebut juga memangkas hampir 6 persen dari total tenaga kerjanya secara global. Kala itu, alasan yang disampaikan serupa: menyesuaikan skala operasional dan meningkatkan fokus k...

Perang Dagang AS vs China, Taiwan Diuntungkan

Di tengah memanasnya perang tarif antara Amerika Serikat dan China, Beijing kembali mengambil langkah strategis untuk memperkuat rantai pasok semikonduktor domestiknya. Melalui asosiasi industri semikonduktor nasionalnya, China Semiconductor Industry Association (CSIA), pemerintah China merilis kebijakan baru yang membebaskan tarif impor hingga 125 persen untuk chip yang berasal dari Taiwan. Kebijakan ini diumumkan lewat pemberitahuan resmi yang beredar di media lokal. Dalam aturan tersebut, China akan menentukan country of origin untuk produk semikonduktor, khususnya untuk chip yang masih dalam bentuk packaged maupun unpackaged.  Dengan kebijakan ini, perusahaan-perusahaan yang mengandalkan chip dari luar AS, terutama dari Taiwan, akan terbebas dari potensi tarif tinggi yang sebelumnya mengancam. Langkah ini dinilai sebagai upaya China untuk mempertahankan dominasinya dalam rantai pasok global sekaligus menarik produsen chip tetap beroperasi di dalam negeri. Raksasa teknologi sepe...

Bocoran: RTX 5060 Ti Bisa Jadi Masalah di PC Lama

Menjelang perilisan resmi Nvidia GeForce RTX 5060 Ti yang kabarnya akan tiba di minggu-minggu ini, sejumlah bocoran mulai bermunculan. Kali ini, situs VideoCardz mengunggah deretan gambar yang diklaim sebagai wujud akhir dari berbagai varian RTX 5060 Ti besutan MSI dan Asus. Menariknya, bocoran dari Asus hadir dalam bentuk teaser resmi untuk edisi khusus Hatsune Miku RTX 5060 Ti 8GB, sementara dari MSI, ada model Inspire 2X, Gaming, dan Gaming Trio. Inspire 2X masih menggunakan konektor daya 8-pin, sementara dua model lainnya sudah mengusung 16-pin. Namun, hal yang jadi perhatian adalah VideoCardz mencatat bahwa GPU ini menggunakan interface PCIe 5.0 x8 — artinya hanya tersedia 8 jalur, bukan 16 seperti kartu grafis mainstream kebanyakan. Apakah ini jadi masalah? Jawabannya: tergantung. Di sistem modern dengan motherboard PCIe 5.0, bandwidth 8 jalur sudah lebih dari cukup, bahkan untuk kartu grafis kelas menengah seperti RTX 5060 Ti. Di motherboard PCIe 4.0 pun, performa diperkirakan m...

Peneliti Kembangkan Permen Karet Penangkal Flu dan Herpes

Di tengah meningkatnya ancaman penyakit menular global, mulai dari COVID-19, H1N1, SARS, Ebola, Zika, hingga flu burung H5N1, penyakit virus umum seperti flu musiman dan herpes juga terus membebani sistem kesehatan dan ekonomi dunia.  Di Amerika Serikat saja, flu musiman menyebabkan kerugian ekonomi lebih dari $11,2 miliar per tahun. Sementara itu, virus herpes simpleks-1 (HSV-1), yang menyebar terutama melalui kontak oral, menginfeksi lebih dari dua pertiga populasi dunia dan merupakan penyebab utama kebutaan infeksius di negara-negara Barat. Sayangnya, tingkat vaksinasi flu masih rendah, dan belum tersedia vaksin untuk HSV. Karena itu, diperlukan pendekatan baru yang menargetkan penurunan viral load di lokasi utama penularan, yaitu rongga mulut. Menjawab tantangan ini, para peneliti dari School of Dental Medicine University of Pennsylvania dan kolaborator dari Finlandia mengembangkan permen karet dari kacang Lablab purpureus yang mengandung protein antiviral alami bernama FRIL. S...