Hipotesis dunia RNA mengemukakan bahwa molekul yang terbuat dari asam ribonukleat (RNA) berperan besar dalam memulai evolusi dan semua kehidupan di Bumi — dan baru-baru ini, para ilmuwan berhasil menemukan bukti penting yang mendukung hipotesis tersebut.

Memahami bagaimana kehidupan yang kompleks terbentuk dari blok-blok kimia sederhana memang bukan perkara gampang. Ini jadi tantangan besar yang sudah lama bikin para ilmuwan berpikir keras.

Salah satu keraguan terbesar soal hipotesis dunia RNA selama ini adalah: molekul RNA yang mampu menyalin dirinya sendiri (dan dengan begitu memicu kehidupan) dianggap terlalu besar dan rumit untuk bisa muncul begitu saja secara alami.

Nah, di sinilah molekul RNA bernama Quite Tiny 45 (QT45) masuk ke cerita. Molekul ini dipelajari dalam riset yang dipimpin oleh tim dari Medical Research Council (MRC) Laboratory of Molecular Biology di Inggris.

QT45 ini adalah apa yang disebut polimerase ribozim, yaitu RNA yang bisa berfungsi seperti enzim — mempercepat reaksi kimia untuk membantu membangun molekul dari template genetik.

Para peneliti juga menunjukkan bahwa QT45 hampir bisa melakukan replikasi diri. Caranya? Molekul ini bisa menyalin rantai komplementernya (urutan cermin dari molekul RNA asli), lalu menggunakan rantai tersebut untuk membuat salinan dari dirinya sendiri dalam reaksi terpisah.

Memang sih, ini belum sepenuhnya replikasi diri. Tapi ini adalah demonstrasi dua langkah kunci dari proses tersebut — masing-masing berhasil diselesaikan secara terpisah. Dan yang bikin keren, semua ini terjadi dalam molekul yang cukup kecil dan sederhana sehingga kemungkinan besar sudah ada sebelum kehidupan itu sendiri. Begitu materi genetik bisa menyalin dirinya, kehidupan pun bisa dimulai.

“Riset ini memberikan gambaran sekilas tentang seperti apa langkah-langkah awal kehidupan mungkin terjadi, sekaligus memperdalam pemahaman kita tentang molekul fundamental yang menjadi dasar semua sistem kehidupan,” ujar biokimiawan Edoardo Gianni dari MRC Laboratory of Molecular Biology.

Di zaman sekarang, RNA sebenarnya “mendelegasikan” tugas replikasi diri ke protein. Para ilmuwan sebelumnya sudah berhasil menunjukkan bahwa sekelompok molekul RNA bisa membuat salinan dari diri mereka sendiri — tapi masalahnya, molekul-molekul hasil eksperimen lab itu selalu terlalu besar dan kompleks untuk bisa terbentuk secara alami di “sup primordial” Bumi purba.

Nah, untuk mendapatkan QT45 yang lebih sederhana dan kecil ini, para peneliti membuat kolam cairan super dingin yang dirancang khusus. Di dalam kolam tersebut ada satu triliun urutan RNA, semuanya acak dan sangat pendek. Para peneliti ingin melihat apakah ada kombinasi yang menunjukkan kemampuan untuk menyalin dan menyambungkan blok-blok pembangun RNA.

Setelah beberapa putaran pengujian dan penyempurnaan, QT45 pun muncul. Analisis dan eksperimen lebih lanjut menunjukkan bahwa dalam kondisi yang dioptimalkan, molekul RNA ini bisa mensintesis dirinya sendiri (dalam waktu 72 hari), serta menyalin template RNA lain yang semakin kompleks — kemampuan dan fleksibilitas yang sangat menjanjikan untuk hipotesis dunia RNA.

“Dengan menemukan RNA yang berukuran kecil, seluruh gagasan bahwa RNA yang bisa replikasi diri muncul secara spontan jadi jauh lebih masuk akal. Dan berkat ukurannya yang kecil, QT45 berhasil menyalin seluruh dirinya dan templatenya — berbeda dengan riset sebelumnya yang hanya bisa menyalin bagian-bagian kecil saja,” kata Gianni.

Meskipun belum mencapai replikasi diri secara penuh, QT45 sudah membuktikan bahwa ia bisa melakukan dua langkah tersulit. Para peneliti masih perlu beberapa trik lab untuk menciptakan siklus penuh seperti yang dibutuhkan di alam.

Selanjutnya, para peneliti berharap bisa meningkatkan kecepatan dan hasil dari proses penyalinan QT45 — saat ini, prosesnya masih relatif lama untuk menghasilkan jumlah materi yang tergolong sedikit, meskipun kita masih di tahap awal banget sih.

Meski tantangan masih banyak di depan, kita sekarang jauh lebih dekat untuk memahami bagaimana kehidupan mungkin terbentuk sejak awal, dan bagaimana hipotesis dunia RNA bisa benar-benar terjadi.

Terkait: Molekul Penting untuk Kebahagiaan Ditemukan dalam Materi dari Asteroid Bennu

Penemuan ini juga penting banget untuk pencarian kehidupan di tempat lain di alam semesta. Begitu kita punya gambaran lengkap tentang bagaimana bahan kimia dasar berubah jadi kehidupan di Bumi, para ilmuwan akan lebih mudah mengenali pola yang sama di bulan dan planet lain yang jauh.

“Di balik signifikansi ilmiahnya, penemuan ini juga punya implikasi terkait seberapa besar kemungkinan kehidupan muncul secara spontan, dan apakah proses serupa bisa terjadi di planet lain,” tambah Gianni.

Riset ini telah dipublikasikan di jurnal Science.