Para ilmuwan mengungkap rahasia SPARDA, mekanisme pertahanan bakteri alami yang dapat merevolusi penelitian dan diagnostik genetik. Meskipun CRISPR mendominasi lanskap penyuntingan gen, SPARDA mewakili salah satu dari banyak sistem alam yang belum dijelajahi dan memiliki potensi yang belum dimanfaatkan. Sebuah studi baru mengungkapkan bagaimana sistem “kamikaze” ini bekerja pada tingkat molekuler, membuka pintu bagi alat bioteknologi yang lebih serbaguna.
Sistem Kekebalan Bakteri: Melampaui CRISPR
CRISPR bukan satu-satunya permainan yang ada. Bakteri telah mengembangkan beragam sistem pertahanan untuk melindungi dirinya dari virus (fag) dan DNA asing seperti plasmid. SPARDA (kependekan dari prokariotik Argonaute, terkait DNase) adalah salah satu sistem tersebut, yang dikenal karena pendekatannya yang drastis: menghancurkan sel yang terinfeksi dan materi genetik yang menyerang untuk mencegah penyebaran lebih lanjut. Sebelum penelitian terbaru ini, SPARDA hanya dipahami secara luas.
Cara Kerja SPARDA: Pengorbanan Diri Molekuler
Para peneliti menggunakan analisis protein AI (khususnya, AlphaFold DeepMind) untuk memetakan struktur protein SPARDA. Sistem ini bergantung pada protein Argonaute, yang diberi nama karena kemiripannya dengan tentakel gurita karena bentuknya. Protein-protein ini, yang ditemukan di semua kehidupan, mengandung “wilayah pengaktifan” penting yang disebut relai beta.
Ketika SPARDA mendeteksi ancaman, relai beta berubah bentuk, mengaktifkan protein. Protein yang teraktivasi kemudian berkumpul menjadi rantai spiral yang tanpa pandang bulu merobek DNA di dekatnya, secara efektif membunuh sel inang namun menghentikan infeksi. Ini adalah pertahanan terakhir, yang diterapkan hanya ketika infeksi sudah pasti terjadi.
SPARDA vs. CRISPR: Adaptor Universal
Keuntungan utama SPARDA terletak pada fleksibilitasnya. Diagnostik berbasis CRISPR yang ada memerlukan rangkaian DNA spesifik (urutan PAM) agar dapat berfungsi, seperti steker yang memerlukan soket yang cocok. Namun, SPARDA tidak memerlukan urutan PAM ini.
Ini berarti SPARDA dapat bertindak sebagai “adaptor universal” untuk diagnostik DNA, menjadikan pengujian lebih akurat dan serbaguna. Alih-alih terbatas pada target dengan urutan sisi tertentu, SPARDA dapat direkayasa untuk bereaksi terhadap materi genetik apa pun—seperti virus flu atau SARS-CoV-2—dengan lebih dapat diandalkan.
Implikasi di Masa Depan
Sistem pengenalan SPARDA yang sangat akurat membuatnya ideal untuk diagnostik. Dengan mengubah beta-relay, para ilmuwan dapat menciptakan alat yang hanya merespons rangkaian genetik tertentu, sehingga menawarkan alternatif yang lebih efisien dan mudah beradaptasi terhadap metode CRISPR saat ini. Penemuan ini menggarisbawahi potensi besar yang tersembunyi dalam sistem kekebalan bakteri, yang menunggu untuk dimanfaatkan dalam aplikasi bioteknologi.
Penelitian ini merupakan pengingat bahwa perangkat alam jauh lebih kaya dari yang dibayangkan sebelumnya. Kemampuan untuk memanfaatkan sistem yang belum dijelajahi ini dapat menghasilkan terobosan dalam diagnostik, penyuntingan gen, dan lainnya.
