Ilmuwan China, Inggris, dan Denmark pecahkan kode ‘harta karun genetik’ mikroorganisme laut

Basis data mikrobioma laut global yang komprehensif menunjukkan potensi mikroorganisme laut untuk penelitian ilmu kelautan serta aplikasi bioteknologi dan biomedis.

 

Qingdao, China (Xinhua/Indonesisa Window) – Sebuah tim kolaboratif yang terdiri dari para ilmuwan asal China, Inggris, dan Denmark telah membangun sebuah basis data mikrobioma laut global yang komprehensif, yang menunjukkan potensi mikroorganisme laut untuk penelitian ilmu kelautan serta aplikasi bioteknologi dan biomedis.

Tim peneliti tersebut, yang dipimpin oleh BGI-Research, menghabiskan waktu lima tahun untuk menganalisis ulang hampir 240 terabita (TB) data metagenomik laut yang tersedia untuk umum dan membangun basis data yang berisi 43.191 genom yang dirangkai dengan metagenom dan 2,46 miliar urutan gen. Lebih dari 20.000 genom ini diidentifikasi sebagai spesies baru yang potensial.

Penelitian tersebut telah diterbitkan dalam jurnal Nature baru-baru ini.

Basis data tersebut berisi informasi tentang ekosistem laut mulai dari Antarktika hingga Arktika, dari daerah pesisir hingga lautan lepas, dan dari permukaan laut hingga zona hadal sedalam 10.000 meter.

“Penelitian ini secara signifikan meningkatkan pemahaman kita tentang keanekaragaman mikroorganisme laut, termasuk bakteri dan arkea laut,” tutur Fan Guangyi, yang menjabat direktur BGI-Research, Qingdao.

Fan menambahkan bahwa penelitian itu telah menganalisis pola-pola distribusi biogeografis komunitas mikroba laut global, yang memberikan wawasan baru tentang cara mikroorganisme ini terdistribusi di berbagai lingkungan.

Tim peneliti juga menemukan tiga enzim pengurai plastik polietilena tereftalat (PET) baru, yang salah satunya dapat mengurai film plastik PET dalam waktu tiga hari, dengan tingkat penguraian mencapai 83 persen.

“Satu gram enzim ini dapat mendegradasi 55 botol air plastik berukuran 500 mililiter,” kata Li Shengying, salah satu peneliti.

“Kemajuan ini akan memainkan peran positif dalam mengatasi polusi plastik, terutama dalam mencapai penggunaan plastik PET yang ramah lingkungan, rendah karbon, dan berkelanjutan di China,” kata Li. “Kemajuan ini juga akan membantu mengurangi ketergantungan industri manufaktur plastik pada minyak bumi dan menurunkan emisi karbonnya.”

Penelitian sebelumnya telah mengungkapkan potensi luar biasa dari keanekaragaman mikroba laut dalam mengeksplorasi sistem pengeditan gen baru, peptida antimikroba, dan fungsi mikroba lainnya.

Dalam penelitian ini, tim peneliti mengeksplorasi sumber daya genetik basis data tersebut dari berbagai dimensi, yang mengidentifikasi 36 sistem pengeditan gen baru.

Para peneliti menyelidiki potensi penerapan salah satu sistem ini, yang telah terbukti sangat efektif untuk pengeditan genom dalam semua skenario pengujian. Hal ini menyoroti potensi sistem pengeditan itu sebagai alat baru untuk penelitian dasar dan pengembangan kedokteran translasional (translational medicine).

Selain itu, 117 peptida antimikroba baru yang potensial telah diidentifikasi, di antaranya 10 peptida yang menunjukkan aktivitas antimikroba menonjol dan kemanjuran spektrum luas setelah biosintesis dan pengujian. Hal ini menawarkan pendekatan baru yang menjanjikan untuk mengatasi resistansi antibiotik.

“Peptida antimikroba kemungkinan besar akan digunakan untuk pengembangan antibiotik yang sama sekali baru atau obat lain di masa depan,” ujar Li.

Berdasarkan hasil-hasil ini, BGI-Research telah bermitra dengan Universitas Politeknik Hong Kong untuk mendirikan pusat penelitian bersama untuk pengembangan dan komersialisasi lebih lanjut.

Laporan: Redaksi