Ilmuwan Yale Memprogram Ulang Kode Genetik Untuk Menciptakan Organisme Sintetis yang Bermanfaat bagi Kesehatan Manusia

Malang, WISATA – Ahli biologi sintetik dari Yale berhasil menulis ulang kode genetik suatu organisme. Organisme baru yang dikodekan ulang secara genom (GRO) dengan kodon stop tunggal menggunakan platform seluler yang mereka kembangkan yang memungkinkan produksi kelas protein sintetik baru. Para peneliti mengatakan protein sintetis ini menawarkan banyak manfaat dalam bidang medis dan industri yang dapat bermanfaat bagi masyarakat dan kesehatan manusia.

Sebuah penelitian baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature menggambarkan penciptaan GRO terkenal, yang dikenal sebagai 'Ochre,' yang sepenuhnya memampatkan kodon yang berlebihan (atau 'merosot') menjadi satu kodon. Kodon adalah rangkaian tiga nukleotida dalam DNA atau RNA yang mengkode asam amino tertentu, yang berfungsi sebagai bahan pembangun biokimia untuk protein.

Penelitian ini memungkinkan kita untuk mengajukan pertanyaan mendasar tentang kelenturan kode genetik. Hal ini juga menunjukkan kemampuan untuk merekayasa kode genetik untuk memberikan multifungsi pada protein dan mengantarkan era baru bioterapi dan biomaterial yang dapat diprogram.

Kemajuan penting ini didasarkan pada penelitian tahun 2013 yang dilakukan oleh tim, yang diterbitkan di Science, yang menggambarkan pembangunan GRO pertama. Dalam penelitian tersebut, para peneliti mendemonstrasikan solusi baru untuk melindungi organisme hasil rekayasa genetika dan untuk memproduksi kelas baru protein sintetik dan biomaterial dengan bahan kimia yang 'tidak alami' atau buatan manusia.

Ochre adalah langkah besar menuju penciptaan kode genetik non-redundan pada E. coli, khususnya, yang cocok untuk menghasilkan protein sintetik yang mengandung banyak asam amino sintetik yang berbeda.

Terobosan ini sebagai bagian mendalam dari rekayasa seluruh genom berdasarkan lebih dari 1.000 pengeditan tepat pada skala yang besarnya lebih besar daripada prestasi rekayasa apa pun yang pernah dilakukan sebelumnya.

Kodon, rangkaian tiga nukleotida dalam DNA atau RNA, bertindak seperti buku petunjuk untuk sintesis protein, memberi tahu sel mana dari 20 asam amino alami yang harus ditambahkan ke rantai protein yang sedang berkembang (atau, dalam kasus kodon 'berhenti', menandakan penghentian sintesis protein). Dalam proses ini, yang dikenal sebagai translasi, informasi genetik yang dibawa dalam messenger RNA (mRNA), melalui kode genetik, tidak hanya menentukan urutan asam amino tetapi juga kapan proses tersebut harus dimulai dan dihentikan.

Halaman Selanjutnya

Secara khusus, para peneliti menghilangkan dua dari tiga kodon stop yang menghentikan produksi protein. Genom yang dikodekan ulang menetapkan kembali empat kodon ke fungsi non-degenerasi, termasuk dua kodon stop yang dikodekan ulang yang didedikasikan untuk mengkode asam amino yang tidak standar atau tidak alami menjadi protein. Selain memperkenalkan ribuan pengeditan yang tepat pada seluruh genom, pekerjaan ini memerlukan desain yang dipandu AI dan rekayasa ulang protein esensial dan faktor penerjemahan RNA untuk menciptakan strain yang mampu menambahkan dua asam amino tidak standar ke dalam buku resepnya. Asam amino nonstandar ini memberi protein berbagai sifat baru, seperti bahan biologis yang dapat diprogram dengan imunogenisitas yang berkurang (kemampuan suatu zat untuk menginduksi respons imun dalam tubuh) atau biomaterial dengan konduktivitas yang ditingkatkan.