Skip to main content

Mycoplasma pneumoniae Bakteri sel Minimalis Ternyata Memiliki Kemampuan yang Lebih Komplek

loading...
Tinuku

(KeSimpulan) Apa inti dari hidup? Apa materi yang sangat diperlukan untuk menghasilkan sel yang dapat bertahan dengan sendirinya? Dapatkah kita menggambarkan anatomi molekul sel? Bagaimana seluruh organisme berfungsi sebagai sebuah sistem? Ini hanya beberapa pertanyaan dari para ilmuwan dalam suatu kemitraan kerja antara European Molecular Biology Laboratory (EMBL) di Heidelberg, Jerman, dan Centre de Regulacio Genòmica (CRG) di Barcelona, Spanyol.

Dalam tiga makalah yang diterbitkan kembali di jurnal Science, mereka memberikan gambaran komprehensif dari sebuah sel minimalis yang didasarkan pada studi kuantitatif secara luas tentang biologi bakteri penyebab atypical pneumonia (radang paru-paru), Mycoplasma pneumoniae. Penelitian ini mengungkapkan hal baru yang relevan dengan bakteri biologi dan menunjukkan sel yang paling sederhana hingga yang lebih kompleks.

Mycoplasma pneumoniae sangat kecil, bakteri satu sel yang menyebabkan atypical pneumonia pada manusia. Juga salah satu prokaryotes yang terkecil (organisme yang tidak memiliki inti sel) di mana tidak bergantung pada sel inang untuk bereproduksi. Inilah sebabnya enam kelompok penelitian yang ditetapkan untuk menandai sel minimalis dalam suatu proyek yang dipimpin oleh Peer Bork, Anne-Claude Gavin, dan Luis Serrano memilih M. pneumoniae sebagai model karena cukup kompleks untuk bertahan hidup sendiri tetapi kecil dan secara teori cukup sederhana untuk mewakili sel minimalis, serta memungkinkan analisis lebih global.

Sebuah jaringan kelompok penelitian di EMBL's Structural and Computational Biology Unit dan CRG Systems Biology Partnership Unit, memandang bakteri pada tiga tingkat yang berbeda. Satu tim ilmuwan mendiskripsi transcriptome M. pneumoniae, mengidentifikasi semua molekul RNA (transkrip) yang dihasilkan dari DNA dalam berbagai kondisi lingkungan. Tim kedua mengidentifikasi semua reaksi metabolik yang terjadi di dalamnya (secara kolektif dikenal sebagai metabolome) dengan kondisi yang sama. Tim ketiga mengidentifikasi setiap protein multi-komplek yang diproduksi bakteri, sehingga dapat diketahui karakteristik organisasi para proteoma.

"Pada tingkat ketiga, kami menemukan M. pneumoniae lebih kompleks daripada yang kami perkirakan," kata Luis Serrano, salah satu inisiator dari proyek di EMBL dan kini kepala Systems Biology Department di CRG. Ketika mempelajari proteoma dan metabolome, para ilmuwan menemukan banyak molekul yang multifungsi dengan katalis enzim metabolik multi reaksi dan masing-masing protein lain mengambil bagian pada lebih dari satu protein kompleks. Mereka juga menemukan bahwa M. pneumoniae berpasanganan proses biologis dalam ruang dan waktu dengan potongan-potongan sistem seluler yang terlibat dalam dua kali langkah-langkah berturut-turut proses biologis di mana seringkali menjadi berkumpul bersama-sama.

Hebatnya, tatalaksana bakteri transcriptome ini jauh lebih mirip dengan eukaryotes (organisme dengan sel yang memiliki nukleus). Seperti pada eukaryotes yang sebagian besar proporsi produksi transkip DNA dari M. pneumoniae tidak diterjemahkan menjadi protein. Meskipun gen tersebut diatur secara khas dalam kelompok bakteri, M. pneumoniae tidak selalu menuliskan semua gen dalam kelompok bersama-sama, tetapi selektif mengekspresikan atau membentuk gen individu masing-masing kelompok.

Tidak seperti bakteri lain yang lebih besar, M. pneumoniae tidak melakukan metabolisme ganda dengan segera dan cepat, kemungkinan karena gaya hidup patogenik. Kejutan lain adalah meskipun memiliki genom yang sangat kecil, bakteri ini sangat fleksibel dan mudah menyesuaikan metabolisme untuk perubahan radikal kondisi lingkungan. Adaptabilitas dan yang mendasari mekanisme regulasi ini menjadikan M. pneumoniae memiliki potensi untuk berkembang dengan kemampuan berbagi dengan organisme yang lain. "Kuncinya terletak pada fitur bersama ini, di mana organisme yang paling kompleks sekalipun tidak dapat melakukan tanpa tersentuh oleh jutaan tahun evolusi," kata Anne-Claude Gavin, dari kelompok EMBL yang mengepalai studi tentang bakteri proteome.

Studi ini memerlukan berbagai keahlian untuk memahami tatalaksana M. pneumoniae pada skala yang begitu berbeda dan mengintegrasikan semua informasi yang dihasilkan menjadi gambaran yang komprehensif tentang bagaimana seluruh organisme berfungsi sebagai sistem. "Dalam EMBL's Structural and Computational Biology Unit, kita memiliki sebuah kombinasi metode unik dan kami mengumpulkan mereka semua bersama-sama untuk proyek ini. Dengan demikian kemitraan dengan kelompok CRG, kita bisa membangun gambaran keseluruhan yang lengkap didasarkan pada studi rinci pada tingkat yang sangat berbeda," kata Peer Bork, kepala unit gabungan, salah satu inisiator dari proyek, dan bertanggung jawab atas analisis komputasi.

Bork baru-baru ini dianugerahi Royal Society and Académie des Sciences Microsoft Award untuk kemajuan ilmu pengetahuan dengan menggunakan metode komputasi. Sedangkan Serrano baru-baru ini mendapat hibah dari European Research Council Senior.

Ikuti sains dan teknologi terkini di: Laporan Penelitian
Update via: Google+ Twitter Facebook Pinterest YouTube
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.