Ilmuwan dari University of Minnesota mengumumkan bahwa mereka telah menciptakan sel sintetis pertama yang sepenuhnya dibuat dari nol, dan menyaksikannya menjalani seluruh siklus ‘kehidupan’ — termasuk berkembang biak.

“Ini adalah hal paling memukau dan penting yang pernah saya lakukan dalam pekerjaan saya, dan butuh waktu cukup lama bagi saya untuk benar-benar menyadari bahwa ini benar-benar terjadi,” ujar ahli biologi sintetis Kate Adamala, salah satu pemimpin proyek ini, kepada ScienceAlert.

“Kami telah mereplikasi dalam wujud kimia sesuatu yang dulunya hanya mungkin terjadi di biologi: serangkaian perilaku lengkap sebuah sel. Ini membuktikan bahwa fungsi kehidupan paling mendasar, seperti pertumbuhan dan replikasi, tidak memerlukan percikan ajaib yang misterius,” katanya.

Proyek ini dinamakan SpudCell, dan memiliki genom hanya sebesar 90 ribu pasangan basa (kbp). Sebagai perbandingan, genom manusia berukuran sekitar 3 juta kbp, dan para ahli biologi sebelumnya menduga bahwa sel hidup memerlukan setidaknya 113 kbp data genetik agar dapat berfungsi dengan baik.

Menurut Adamala dan rekan-rekannya, SpudCell tampaknya mampu melampaui batasan ini, meskipun penelitian mereka belum dipublikasikan secara formal dan belum melalui tinjauan sejawat (peer-review).

Namun, informasi ini telah dibagikan di situs web lembaga rekayasa biologi nirlaba baru yang turut didirikan oleh Adamala, Biotic.

Saat pertama kali melihat hasilnya, Adamala terkejut.

“Saya sangat senang, lega, dan sedikit curiga karena saya selalu memeriksa ulang hasil dua atau tiga kali,” katanya kepada ScienceAlert.

“Setelah semua kontrol, kontrol dari kontrol, dan kontrol tambahan selesai dilakukan, itu bukan lagi kejutan.”

Menurut majalah Science, SpudCell menemui beberapa kendala dalam publikasi: tampaknya salah satu peninjau di Cell, jurnal sains bergengsi, mengatakan proyek ini bukanlah biologi sungguhan.

Hal itu mungkin sebagian disebabkan karena SpudCell tidak cukup memenuhi persyaratan sebagai ‘kehidupan’ sejati: ia tidak dapat mereplikasi diri hingga banyak generasi, dan karenanya juga tidak dapat berevolusi.

“Saya pikir para ahli biologi mungkin kurang menghargai signifikansi kesederhanaan rekayasa kimia dari sel minimal ini,” jelas Adamala kepada ScienceAlert.

“SpudCell mungkin tidak terlihat istimewa jika kamu menilainya dalam skala sistem biologis alami: siklus pertumbuhan dan replikasinya sangat lambat, dan metabolismenya sangat menuntut.”

Setiap SpudCell buatan terdiri dari liposom – sebuah bola lemak yang meniru membran luar sel sungguhan – yang membungkus tujuh plasmid, yaitu unit-unit kecil DNA (sering ditemukan pada bakteri) yang sedikit berbeda dari kromosom yang mungkin kamu kenali.

Bersama-sama, ketujuh plasmid ini membentuk genom SpudCell, dengan total 90 kbp.

‘Sel’ ini juga dilengkapi dengan ‘sistem ekspresi protein’ bawaan, yang menerjemahkan instruksi genetik dari DNA menjadi aksi. Inilah yang memungkinkan ‘sel’ mengubah nutrisi yang diserapnya dari cairan di sekitarnya menjadi material berguna, dan memungkinkan pembelahan sel.

Menurut para peneliti, sistem SpudCell mampu melakukan “seleksi, replikasi genom, pertumbuhan, perolehan sumber daya melalui ‘makan’, dan pembelahan yang dikodekan secara genetik.”

Kamu mungkin bertanya-tanya, kenapa sih para ilmuwan ingin membuat sel buatan dari nol?

Selain untuk menyelidiki pertanyaan mendasar tentang di mana batas kehidupan yang sesungguhnya, sistem mirip sel sintetis di masa depan berpotensi dirancang untuk bertindak seperti pabrik biologis mini, yang memproduksi bahan-bahan organik seperti obat-obatan, biomaterial, bahan kimia, dan hal-hal berguna lainnya.

Laboratorium saat ini sudah menggunakan bakteri hasil modifikasi genetik dan mikroba lainnya dengan cara ini, dan ini juga mirip dengan bagaimana insulin kelas medis diproduksi.

Sel yang sepenuhnya sintetis mungkin memungkinkan efisiensi dan spesifisitas yang melampaui bioteknologi yang ada saat ini.

Tapi bisa juga mereka terbukti kurang membantu dibandingkan rancangan alam sendiri.

Saat ini, SpudCell tidak bertahan lebih dari beberapa generasi. Mereka tidak dapat memproduksi sistem ekspresi protein mereka sendiri, juga tidak dapat mengatur metabolisme mereka, jadi mereka sepenuhnya bergantung pada zat dan komponen dalam media cair tempat mereka mengapung.

Gumpalan ini juga tidak memiliki sitoskeleton, kerangka internal yang menopang sel alami. Ini menyederhanakan banyak hal, tetapi juga berarti mereka tidak dapat mengangkut material ke sekeliling atau membersihkan limbah.

Tetapi karya ini memberikan bukti konsep yang dapat dikembangkan oleh ilmuwan lain – dan akan terus kami pantau dengan saksama di tahun-tahun mendatang.

Terkait: Ilmuwan Baru Saja Menciptakan Bentuk Kehidupan Paling Sintetis yang Pernah Ada

“Tujuan kami adalah memiliki kemampuan operasional penuh untuk merekayasa biologi,” kata Adamala kepada ScienceAlert.

“Untuk melakukan itu, kami perlu tahu ke mana setiap blok bangunan ditempatkan, kami memerlukan cetak biru yang lengkap. Itulah yang diberikan SpudCell, dan tidak dimiliki oleh sel lain yang dikenal saat ini. Kami memiliki skema lengkapnya, jadi kami dapat merekayasa di atas kerangka itu.”

“Saya berharap orang lain akan mengembangkan kerangka ini untuk menambahkan pembelahan yang lebih kuat (seseorang tolong masukkan sitoskeleton!), dan menambahkan jalur metabolisme yang lebih kuat,” tambahnya.

“Lalu saya akan mengambil cuti panjang selama setahun atau melakukan hal gila lainnya untuk merayakannya.”

Penelitian ini belum melalui tinjauan sejawat, tetapi pracetaknya tersedia di situs web Biotic.

Artikel ini telah diperiksa faktanya oleh Rebecca Dyer dan disunting oleh Clare Watson. Meskipun kami bangga dengan proses kami, kami hanyalah manusia. Jika kamu menemukan kesalahan, tolong beri tahu kami.