Ilmu biologi modern, memungkinkan ilmuwan untuk mendesain sebuah sirkuit genetik yang dapat ditaruh di dalam sel. Memberi fungsi baru pada sel tersebut, seperti memproduksi obat, atau biomassa yang berguna. Namun, dengan semakin kompleks sirkuit pada suatu sel. Komponen genetik dapat saling menganggu satu sama lain. Gangguan ini akan mempersulit kerja sel dalam menghasilkan produk baru tersebut.
Peneliti-peneliti dari MIT (Massachusetts Institute of Technology), berhasil melakukan sebuah inovasi untuk mencegah gangguan-gangguan sirkuit genetik tersebut. Sirkuit dalam sel diisolasi menggunakan sebuah ‘sel’ sintesis dengan ukuran yang lebih kecil. Selain untuk mencegah gangguan, peneliti juga dapat mengatur interaksi antar sel. Memungkinkan kombinasi produk pada waktu tertentu.
Edward Boyden, profesor teknik biologi dan ilmu otak-kognitif MIT menjelaskan singkat mengenai inovasi para peneliti. “Ini adalah cara mendapatkan kemampuan genetik multi-komponen secara bertingkat, seiring dengan kemampuan untuk membentuk pembatas di antara masing sel, sehingga mereka tidak berinteraksi. Sel-sel tidak akan saling menganggu meskipun mereka ditaruh dalam satu gelas beaker”, pungkasnya.
Penemuan ini dapat digunakan oleh ilmuwan dalam merancang sirkuit sel yang memperoduksi produk kompleks, atau berguna sebagai sensor yang mendeteksi perubahan keadaan lingkungan pada aplikasi lain.
Tim MIT mengemas sampel-sampel sirkuit genetik dalam tetesan-tetesan kecil disebut liposom yang memiliki membran lemak, mirip dengan membran sel normal. ‘Sel’ sintesis ini tidak hidup, tapi dilengkapi dengan sistem selular yang diperlukan untuk memproduksi protein.
Dengan memisahkan sirkuit dari liposomnya, para peneliti dapat menciptakan sirkuit terpisah yang tidak dapat bekerja dalam satu tempat pada waktu yang sama, namun dapat bekerja secara pararel, dengan interaksi yang diatur. Pendekatan ini, dapat dipakai oleh ilmuwan mengubah fungsi komponen genetik dalam suatu jaringan. Bahkan, memungkinkan interaksi sel antar organisme yang berbeda, seperti bakteri dan mamalia.
Sebagai demonstrasi, para peneliti menciptakan sebuah sirkuit yang menggunakan bagian genetik yang merespon keberadaan molekul theophylline, molekul mirip kafein. Keberadaan molekul tersebut memicu molekul lain doxycycline meninggalkan liposomnya dan memasuki liposom lain mengandung sirkuit genetik dari mamalia. Di dalam liposom tersebut, doxycycline mengaktifkan peningkatan fungsi genetik. Peningkatan menghasilkan molekul protein luciferase penghasil cahaya. Dari modifikasi metode semacam ini, ilmuwan bisa menciptakan dua sirkuit yang bekerja sama membentuk antibodi, menggunakan molekul sejenis dihasilkan oleh sel otak atau sel lain.
Para peneliti juga merancang liposom yang dapat saling menyatu. Untuk melakukan itu, mereka memprogam ‘sel-sel’ sintesis dengan protein bernama SNAREs, dimasukkan dalam membran sel asli. Disana, mereka akan mengikat SNAREs yang cocok pada permukaan liposom lain, menyebabkan ‘sel’ sintensis saling menyatu. Saat ‘sel’ saling menyatu, molekul produk akan terkombinasi menghasilkan produk baru.
Sumber : SciTech Daily