Antibiotic Baru dari DNA X dan Y

DNA Sumber :  https://www.scientificamerican.com/article/ldquo-alien-rdquo-dna-makes-proteins-in-living-cells-for-the-first-time/Ian Cuming Getty Images 

Ahli kimia Floyd Romesberg dari Scripps Research Institute di La Jolla, California, dan rekan-rekannya, berhasil menciptakan antibodi baru dengan menggunakan kode genetik asing yang ditambahkan kedalam DNA Escherichia coli.

Berdasarkan, jurnal Nature diketahui terdapat dua asam amino sintetik yaitu PrK dan pAzF (X dan Y sebagai kode genetik asing) yang ditambahkan ke dalam tRNA saat proses sintsis protein. Sejauh ini, secara fungsional timnya telah mengidentifikasi 12 kodon yang mengandung X dan Y.

“Prestasi baru ini mempunyai tujuan untuk menemukan kembali aspek kehiduapan yang paling mendasar.” kata Romesberg

Agar sel dalam suatu organisme dapat menggunakan komponen baru tersebut, peneliti memodifikasi tRNA, yaitu RNA yang bertugas dalam menerjemahkan kodon dan mengikat asam-asam amino  yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. 

“adanya asam amino baru tidak merubah bentuk atau fungsi dari tRNA,” kata Romesberg

Timnya menambahkan dua jenis kode asing tersebut ke dalam DNA  sel bakteri Escherichia coli. Sel bakteri tersebut kemudian menggunakan kode genetik asing tersebut untuk memasukkan asam amino yang tidak alami ke dalam tRNA.

Romesberg, selama dua dekade terakhir telah berhasil membuat ratusan molekul DNA. Hasilnya, tidak seperti pasangan basa konvesional, kodon disini tetap dapat berikatan bersamaan dengan atom hidrogen. Kode genetik asing ini tetap menyatu karena sifat ketidakterbatasannya dalam air. Dimana dalam hal ini periset menirukan bagaimana tetesan minyak mengumpul di air (hidrofobik).

Dalam karya yang tidak dipublikasikan, Romesberg beserta timnya telah memasukkan pasangan kode genetik asing tersebut ke dalam situs gen yang terlibat dalam resistensi antibiotik. Hal tersebut menyebabkan, bakteri yang melepaskan DNA asing menjadi sensitif terhadap obat penisilin.

Pada umumnya, organisme membutuhkan 20 asam amino, yang berasal dari 64 rangkaian kodon dan 4 basa nitrogen yang terdiri dari adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G).

Sebelumnya, pada tahun 2014 berdasarkan sebuah makalah yang diterbitkan diketahui bahwa, tim Romesberg telah menciptakan E. coli sehat dan semi sintetis yang tidak menolak DNA asingnya. Dalam penelitian tersebut menggunakan DNA sintetis yang disebut dNaM dan d5SICS (X dan Y). Namun, yang menjadi kendala dalam percobaan tersebut adalah semakin lama sel cenderung kehilangan informasi DNA asing mereka dari waktu ke waktu.

Beberapa peneliti juga melakukan hal yang sama untuk melakukan perluasan kode genetik, ahli genetika George Church dari Harvard Medical School di Boston, Massachusetts, sedang mengerjakan repurposing codon yang berlebihan untuk menentukan asam amino baru.

Sedangkan, tim yang dipimpin oleh Benner dan Ichiro Hirao, seorang ahli kimia biologis di Institute of Bioengineering and Nanotechnology di Singapura, telah mengembangkan sistem tabung percobaan untuk menggunakan DNA asing, yang berfungsi untuk menyandikan asam amino yang tidak alami. 

Sebelumnya, Romesberg  juga telah memulai dengan sebuah perusahaan bioteknologi, yang disebut Synthorx, di La Jolla, yang mencoba memasukkan asam amino sintetik ke dalam obat berbasis protein seperti IL-2,  yaitu sebuah protein yang mengatur jumlah sel darah putih.

Menurut Hiro, protein yang mengandung asam amino sintetik dapat dibut dalam sekala yang lebih besar dan murah hanya dengan mengguankan bakteri. Hal tersebut tentu  dapat dimanfaatkan untuk mengembangkan obat antibodi baru. 

“karena sistem Romesberg mengandalkan kekuatan hidrofobik yang relatif lemah untuk menahan pasangan basa asing, potensinya untuk aplikasi industri mungkin terbatas,” katanya

scientificamerican.com