Tahun ini, dunia sains kembali bersorak dengan prestasi gemilang dari dua ilmuwan jenius, Victor Ambros dan Gary Ruvkun. Mereka dianugerahi Hadiah Nobel atas temuannya terkait mikroRNA. Penghargaan ini diberikan oleh Majelis Nobel dari Universitas Kedokteran Karolinska di Swedia dengan hadiah sebesar 11 juta krona Swedia, atau setara 16,5 milyar rupiah.
Hasil penelitian Ambros dan Ruvkun didapuk sebagai salah satu penemuan terbesar yang membuka era baru di bidang fisiologi dan pengobatan.
Penelitian kedua laurete (sebutan untuk peraih Hadiah Nobel) ini tidak hanya mengubah pemahaman yang sudah ada tentang biologi sel, tetapi juga membuka banyak kemungkinan baru untuk inovasi dalam bidang kesehatan dan bioteknologi.
Melalui penemuan mikroRNA, Ambros dan Ruvkun mengungkapkan salah satu kunci untuk memahami proses biologis yang kompleks. Tapi, apa sebenarnya mikroRNA itu, dan mengapa penemuannya dianggap sangat penting?
Victor Ambros dan Gary Ruvkun: Pelopor Penelitian MikroRNA
Victor Ambros dan Gary Ruvkun adalah dua ilmuan asal Amerika Serikat yang membidangi kajian biologi molekular. Pada awalnya, kedua ilmuan tersebut mempublikasikan dua hasil penelitiannya tentang mikroRNA (miRNA) dan fungsi krusial molekul tersebut untuk regulasi gen paska-transkripsi (post-transcriptional gene).
Dikutip dari laman Massachusetts General Hospital, institusi tempat Ruvkun bekerja, penelitian tersebut sangat fenomenal dan menjadi konsep fundamental yang mempengaruhi sekitar 176.000 publikasi ilmiah hingga hari ini.
Secara sederhana, mikroRNA (disingkat miRNA) merupakan suatu jenis RNA (asam ribonukleat) yang berfungsi sebagai pengatur (regulator) penting dalam ekspresi gen.
Kita telah mengenal bahwa DNA (asam deoksiribonukleat) adalah materi genetik yang bertindak sebagai cetak biru (blueprint) kehidupan, dan suatu molekul RNA lain yang disebut messenger RNA (mRNA) bertugas untuk ‘membaca’ dan ‘merealisasikan’ cetak biru tersebut ke dalam produk berbentuk molekul protein.
Proses pembacaan tersebut dikenal dengan istilah ‘transkripsi’. Nah, mikroRNA berperan dalam ‘meloloskan’ ataupun ‘menghambat’ kerja mRNA sehingga mencegah ‘pembacaan’ dan ‘realisasi’ protein yang tidak diinginkan.
Temuan ini sangat penting karena menunjukkan bahwa tidak semua RNA berfungsi sebagai cetakan untuk protein; ada molekul kecil lain yang berperan krusial dalam mengatur aktivitas gen dalam tubuh makhluk hidup.
Jenis mikroRNA pertama yang ditemukan, yaitu lin-4, diidentifikasi oleh Victor Ambros pada tahun 1993 dari pemindaian genetik (genetic screening) cacing Caenorhabditis elegans. Bersama dua koleganya, yaitu Rosalind C. Lee dan Rhonda L. Feinbaum, Ambros memuat hasil penelitian di jurnal ‘Cell’.
Hasil penelitian tersebut mengungkapkan lin-4 tidak mencetak protein sebagaimana RNA pada umumnya dan justru menghambat mRNA dalam proses transkripsi. Temuan ini mengguncang paradigma konvensional yang menganggap bahwa pengaturan gen bersifat linear dan hanya melibatkan RNA yang mengkode protein.
Dalam paradigma lama, kita sering berpikir bahwa proses ekspresi gen bekerja seperti jalur satu arah: DNA diubah menjadi RNA, yang kemudian diterjemahkan menjadi protein.
Protein inilah yang menjalankan fungsi-fungsi penting dalam tubuh kita. Namun, penemuan Ambros dan koleganya menunjukkan bahwa ada lebih banyak yang terjadi di balik layar.
Lin-4 dan beragam jenis miRNA lainnya berfungsi sebagai pengatur yang halus, mengontrol kapan dan seberapa banyak protein dihasilkan, sehingga menciptakan jaringan interaksi yang kompleks dan dinamis dalam sel.
Gary Ruvkun melanjutkan penelitian ini dan menemukan jenis mikroRNA lainnya di tahun 2000, yaitu let-7. MikroRNA ini tidak hanya berperan dalam pengaturan gen, tetapi juga terlibat dalam perkembangan dan diferensiasi sel.
Penemuan ini mengungkapkan bahwa miRNA berkontribusi pada berbagai proses biologis penting, termasuk bagaimana sel-sel berkembang menjadi jenis-jenis yang berbeda dan bagaimana tubuh bereaksi terhadap perubahan lingkungan.
Dengan kata lain, mikroRNA seperti let-7 memberikan nuansa tambahan dalam orkestra pengaturan gen hingga level sel, menjadikan proses biologis lebih kompleks dan menarik.
Kunci utama dari temuan Ambros dan Ruvkun adalah pemahaman bahwa regulasi gen tidak hanya bergantung pada faktor-faktor genetik yang langsung, sebagaimana yang disangkakan sebelumnya.
Temuan terkait peran mikroRNA memperkenalkan dimensi baru dalam wawasan umat manusa terkait pengendalian genetik yang lebih kompleks, di mana satu mikroRNA dapat memengaruhi ribuan mikroRNA, dan sebaliknya, satu mRNA dapat diatur oleh beberapa mikroRNA. Hal ini menunjukkan adanya jaringan interaksi yang sangat rumit dalam regulasi gen yang sebelumnya tidak dipahami.
Implikasi Temuan terhadap Kehidupan di Masa Depan
Implikasi dari penemuan mikroRNA oleh Ambros dan Ruvkun sangat luas dan beragam. Pertama, dalam bidang kesehatan, pemahaman tentang mikroRNA membuka peluang untuk pengembangan teknik pengobatan yang lebih baik.
Kelainan fungsi mikroRNA telah terbukti sangat terkait dengan maraknya kasus penyakit kronis. Diener dan timnya dalam artikel yang dimuat di jurnal ‘Trend in Genetics’ tahun 2022, mengungkapkan bahwa penemuan mikroRNA berpotensi besar untuk dimanfaatkan dalam bidang terapi kanker dan penyembuhan penyakit-penyakit lainnya, seperti autoimun dan infeksi virus.
Kedua, mikroRNA memiliki potensi besar dalam bioteknologi pertanian. Memanipulasi ekspresi gen melalui mikroRNA memungkinkan para ilmuwan menciptakan varietas tanaman pangan yang lebih tahan terhadap hama, penyakit, dan perubahan iklim.
Selain itu, melalui pemanfaatan mikroRNA, bukan tidak mungkin di masa depan tanaman pangan tropis seperti pisang, kelapa, dan singkong bisa ditumbuhkan di wilayah beriklim sedang, dan sebaliknya. Inovasi ini membuka peluang baru dalam diversifikasi produksi pangan di berbagai iklim, serta memastikan ketahanan pangan global dan keberlanjutan lingkungan.
Ketiga, penemuan ini juga memberikan wawasan yang lebih dalam mengenai evolusi dan perkembangan spesies. Penelitian lebih lanjut tentang bagaimana mikroRNA berkontribusi pada perbedaan genetik antar spesies dan adaptasi terhadap lingkungan.
Hal ini dapat membantu kita memahami bagaimana kehidupan beradaptasi, serta dapat berkontribusi dalam upaya konservasi keanekaragaman hayati.
Secara keseluruhan, Victor Ambros dan Gary Ruvkun telah memberikan kontribusi yang sangat berarti terhadap pemahaman kita tentang regulasi gen. Melalui penemuan mikroRNA, mereka tidak hanya membuka jalan bagi penelitian yang lebih lanjut, tetapi juga memperkaya potensi aplikasi praktis yang dapat membawa manfaat besar bagi umat manusia.
Dengan semangat inovasi dan penemuan, kita dapat berharap bahwa karya mereka akan terus menginspirasi generasi peneliti selanjutnya untuk mengeksplorasi kompleksitas kehidupan dan mengatasi tantangan global di masa depan.
Penulis: Irsyad Abiyusfi Ghafari
Mahasiswa Program Studi Doktor Biologi, Universitas Gadjah Mada
Editor: Salwa Alifah Yusrina
Bahasa: Rahmat Al Kafi
Referensi
Diener, C., Keller, A., Meese, E. (2022). Trend in Genetics. https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.02.006
Lee, R.C., Feinbaum, R.L., Ambros, V. (1993). Cell. https://doi.org/10.1016/0092-8674(93)90529-Y
Reinhart, B.J., Slack, F.J., Basson, M., Pasquinelli, A.E., Bettinger, J.C., Rougvie, A.E., Horvitz, H.R., Ruvkun, G. (2000). Nature. https://doi.org/10.1038/35002607
Morrison, M. (2024). https://www.massgeneral.org/news/press-release/mgh-researcher-gary-ruvkun-honored-with-2024-nobel-prize#:~:text=Over%20the%20past%20two%20decades,1993%20to%20176%2C000%20papers%20today
Ikuti berita terbaru Media Mahasiswa Indonesia di Google News
