Tehran, Purna Warta – “Kemampuan virus untuk merasakan lingkungannya, termasuk memiliki mata dan telinga, serta unsur-unsur yang dihasilkan oleh inangnya, menambahkan lapisan kompleksitas lain pada interaksi inang virus,” kata Ivan Erill, profesor ilmu biologi dan penulis senior di makalah baru. Saat ini, virus mengeksploitasi kemampuan itu untuk keuntungan mereka. Tapi di masa depan, katanya, “kita bisa memanfaatkannya untuk merugikan mereka.”
Baca Juga : Studi Gumpalan Darah yang Mengancam Hidup Selama 49 Minggu Setelah COVID-19
Bukan kebetulan
Studi baru berfokus pada bakteriofag – virus yang menginfeksi bakteri, sering disebut hanya sebagai fag. Fag dalam penelitian ini hanya dapat menginfeksi inangnya ketika sel bakteri memiliki pelengkap khusus, yang disebut pili dan flagela, yang membantu bakteri bergerak dan kawin. Bakteri menghasilkan protein yang disebut CtrA yang mengontrol kapan mereka menghasilkan pelengkap ini. Makalah baru menunjukkan bahwa banyak fag yang bergantung pada pelengkap yang memiliki pola dalam DNA mereka, dimana protein CtrA dapat menempel, yang disebut situs pengikatan. “Sebuah fag yang memiliki situs pengikatan untuk protein yang diproduksi oleh inangnya, dan ini merupakan hal yang tidak biasa,” kata Erill.
Yang lebih mengejutkan lagi, Erill dan penulis pertama makalah tersebut Elia Mascolo, seorang Ph.D. mahasiswa di lab Erill menemukan melalui analisis genomik terperinci bahwa situs pengikatan ini tidak unik untuk satu fag, atau bahkan satu kelompok fag. Banyak jenis fag yang berbeda memiliki situs pengikatan CtrA — tetapi mereka semua membutuhkan inangnya untuk memiliki pili dan flagela untuk menginfeksi mereka. Itu tidak mungkin kebetulan, merekalah memutuskan.
Kemampuan untuk memantau tingkat CtrA “telah ditemukan berkali-kali sepanjang evolusi oleh fag berbeda yang menginfeksi bakteri berbeda,” kata Erill. Ketika spesies yang berkerabat jauh menunjukkan sifat yang sama, itu disebut evolusi konvergen — dan ini menunjukkan bahwa sifat itu pasti berguna.
Baca Juga : Serangan Siber AS Untuk Mencuri Informasi Warga Cina
Waktu adalah segalanya
Fag pertama, dimana tim peneliti mengidentifikasi situs pengikatan CtrA menginfeksi kelompok bakteri tertentu yang disebut Caulobacterales. Caulobacterales adalah kelompok bakteri yang dipelajari dengan baik, karena mereka ada dalam dua bentuk: bentuk “bergerombol” yang berenang bebas, dan bentuk “menguntit” yang menempel pada permukaan. Swarmer memiliki pili/flagella, sedangkan tangkainya tidak. Pada bakteri ini, CtrA juga mengatur siklus sel, menentukan apakah sebuah sel akan membelah secara merata menjadi dua lagi dari jenis sel yang sama, atau membelah secara asimetris untuk menghasilkan satu sel swarmer dan satu sel tangkai.
Karena fag hanya dapat menginfeksi sel-sel swarmer, maka itu adalah kepentingan terbaik mereka untuk keluar dari inang mereka ketika ada banyak sel swarmer yang tersedia untuk menginfeksi. Umumnya, Caulobacterales hidup di lingkungan yang miskin nutrisi, dan mereka sangat tersebar. “Tetapi ketika mereka menemukan kantong mikrohabitat yang baik, mereka menjadi sel-sel yang menguntit dan berkembang biak,” kata Erill, yang akhirnya menghasilkan sel-sel swarmer dalam jumlah besar.
Jadi, “Kami berhipotesis bahwa fag memantau tingkat CtrA, yang naik dan turun selama siklus hidup sel, untuk mengetahui kapan sel swarmer menjadi sel tangkai dan menjadi pabrik swarmer,” kata Erill, “dan pada saat itu, mereka menghancurkan sel, karena akan ada banyak kawanan di dekatnya untuk menginfeksi.”
Baca Juga : Produksi Keramik Tahan Api Buatan Iran
Mendengarkan
Sayangnya, metode untuk membuktikan hipotesis ini adalah padat karya dan sangat sulit, oleh sebab itu bukan bagian dari makalah terbaru ini — meskipun Erill dan rekannya berharap untuk menjawab pertanyaan itu di masa depan. Namun, tim peneliti tidak melihat penjelasan lain yang masuk akal untuk proliferasi situs pengikatan CtrA pada begitu banyak fag yang berbeda, yang semuanya membutuhkan pili/flagella untuk menginfeksi inangnya. Yang lebih menarik, mereka mencatat adanya implikasi dari virus yang menginfeksi organisme lain — bahkan manusia.
“Segala sesuatu yang kita ketahui tentang fag, setiap strategi evolusi yang mereka kembangkan, telah terbukti diterjemahkan menjadi virus yang menginfeksi tumbuhan dan hewan,” katanya. “Ini hampir pasti. Jadi jika fag mendengarkan inangnya, virus yang mempengaruhi manusia pasti akan melakukan hal yang sama.”
Ada beberapa contoh fag lain yang terdokumentasi yang memantau lingkungan mereka dengan cara yang menarik, tetapi tidak ada yang menyertakan begitu banyak fag berbeda yang menggunakan strategi yang sama melawan begitu banyak inang bakteri.
Penelitian baru ini adalah “demonstrasi lingkup luas pertama, yang mana fag mampu mendengarkan apa yang terjadi di dalam sel, dalam hal perkembangan sel,” kata Erill. Tetapi hal ini lebih banyak contoh yang prediksi. Anggota labnya sudah mulai mencari reseptor untuk molekul pengatur bakteri lain di fag, katanya — dan mereka menemukannya.
Baca Juga : 4 Model Mobil Iran Akan Dirakit di Venezuela
Jalan terapi baru
Kunci dari penelitian ini adalah bahwa “virus menggunakan intel seluler untuk membuat keputusan,” kata Erill, “dan jika itu terjadi pada bakteri, hampir pasti terjadi pada tumbuhan dan hewan, karena jika itu adalah strategi evolusi yang masuk akal, evolusi akan menemukannya dan mengeksploitasinya.”
Misalnya, untuk mengoptimalkan strateginya untuk bertahan hidup dan bereplikasi, virus hewan mungkin ingin mengetahui jenis jaringannya, atau seberapa kuat respons imun inang terhadap infeksinya. Meskipun mungkin meresahkan untuk memikirkan semua informasi yang dapat dikumpulkan dan mungkin digunakan virus untuk membuat kita lebih sakit, penemuan ini juga membuka jalan untuk terapi baru.
“Jika Anda sedang mengembangkan obat antivirus, dan Anda tahu virus itu mendengarkan sinyal tertentu, maka mungkin Anda bisa menipu virusnya,” kata Erill. Itu beberapa langkah lagi. Untuk saat ini, “Kami baru mulai menyadari betapa aktifnya virus yang mengawasi kami — bagaimana mereka memantau apa yang terjadi di sekitar mereka dan membuat keputusan berdasarkan itu,” kata Erill. “hal ini sangat menarik.”