Jakarta, tvrijakartanews - Evolusi protein bukan hanya sesuatu yang terjadi di alam liar. Evolusi juga bisa terjadi di laboratorium, dan membawa serta kemungkinan pengembangan protein baru dan lebih baik yang dapat digunakan dalam berbagai cara bermanfaat. Masalahnya, proses ini juga sangat panjang, hingga saat ini.

Sebuah tim dari Departemen Kimia dan Institut Skaggs untuk Biologi Kimia di Scripps Research Institute telah mengembangkan apa yang disebut "mesin evolusi". Dapat terus-menerus memasukkan mutasi ke dalam sel bakteri hidup pada tingkat 100.000 kali lebih tinggi daripada yang diperoleh secara alami.

"Ini seperti memberi tombol percepatan evolusi. Kini Anda dapat mengembangkan protein secara berkelanjutan dan presisi di dalam sel tanpa merusak genom sel atau memerlukan langkah-langkah yang membutuhkan banyak tenaga kerja," kata rekan penulis senior Pete Schultz, Presiden dan CEO Scripps Research, dalam sebuah pernyataan.

Mesin tersebut disebut T7-ORACLE dan bekerja dengan memasukkan sistem replikasi DNA buatan ke dalam E. coli. Ya, Anda benar; tidak semua E. coli membuat Anda merasa tidak nyaman, bakteri ini juga banyak digunakan untuk menghasilkan protein, karena tumbuh dengan mudah dan cepat.

Sistem replikasi kedua yang terpisah ini tidak menargetkan DNA kromosom utama E. coli, sehingga sel inang tidak terpengaruh. Sebaliknya, sistem ini menargetkan potongan DNA melingkar kecil yang disebut plasmid, yang sering kali dimasukkan ke dalam bakteri untuk menghasilkan protein dalam jumlah besar.

Skema sistem T7-ORACLE. Genom dipertahankan oleh replisom inang non-mutagenik (abu-abu), sementara replisom T7 ortogonal (merah) hanya mempertahankan plasmid khusus (OR) dengan laju mutasi 100.000 kali lipat lebih tinggi.

Menurut para peneliti, sistem ini mudah diatur. "Hal utama yang membedakannya adalah kemudahan penerapannya. Tidak diperlukan peralatan atau keahlian khusus. Jika Anda sudah pernah bekerja dengan E. coli , Anda mungkin dapat menggunakan sistem ini dengan penyesuaian minimal," kata penulis senior Christian Diercks, asisten profesor kimia di Scripps Research.

Tim menguji sistem tersebut dengan gen yang mengkode protein yang menyebabkan bakteri resistan terhadap antibiotik, dan secara bertahap memaparkan sel E. coli pada dosis antibiotik yang semakin tinggi. Hasilnya sangat cepat; hanya butuh waktu kurang dari seminggu bagi protein untuk berevolusi dan mampu menangani dosis hingga 5.000 kali lebih tinggi daripada yang pertama.

"Sistem ini merupakan kemajuan besar dalam evolusi berkelanjutan. Alih-alih satu putaran evolusi per minggu, Anda mendapatkan satu putaran setiap kali sel membelah – jadi ini benar-benar mempercepat prosesnya," kata Diercks.

Diharapkan bahwa sistem T7-ORACLE dapat mencapai manfaatnya yang paling maksimal dalam bidang kedokteran, membantu mempercepat proses penemuan protein terapeutik yang baru dan lebih baik untuk semua jenis kondisi, termasuk kanker dan penyakit neurodegeneratif .

"Yang menarik adalah sistem ini tidak terbatas pada satu penyakit atau satu jenis protein saja. Karena sistem ini dapat disesuaikan, Anda dapat memasukkan gen apa pun dan mengembangkannya ke fungsi apa pun yang Anda butuhkan," jelas Diercks.