Kebanyakan sel dalam tubuh manusia memiliki dua perpustakaan genetik; satu di dalam nukleus dan yang lainnya di dalam struktur yang disebut mitokondria.
Upaya kolaboratif dari beberapa kelompok penelitian telah menghasilkan sebuah proses yang suatu hari akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengubah instruksi yang menyusun genom "lain" dari sebuah sel dan berpotensi mengobati berbagai penyakit.
Basis molekuler untuk alat pengeditan gen revolusioner ini adalah toksin DddA yang disekresikan oleh bakteri Burkholderia cenocepacia untuk membunuh mikroba lain saat persaingan memperebutkan sumber daya semakin parah.
Para peneliti di University of Washington telah tertarik pada toksin untuk sementara waktu, menemukan bahwa ia mengubah basa asam nukleat yang disebut sitosin menjadi basa lain yang biasa ditemukan di RNA yang disebut urasil.
Ini bukan pertama kalinya para peneliti beralih ke senjata bakteri untuk mendapatkan petunjuk tentang cara menyetel DNA dengan cara ini. Faktanya, seluruh keluarga yang disebut enzim deaminase telah digunakan dalam rekayasa genetika.
Sebuah tim peneliti di MIT telah menggabungkan deaminase dengan pertukaran kode dengan teknologi CRISPR, yang memerlukan penggunaan template RNA untuk mengidentifikasi urutan dan kemudian menggunakan enzim untuk membuat perubahan.
Ini tidak terlalu menjadi masalah jika Anda ingin membuat perubahan pada untai duplikat DNA di dalam sesuatu yang ramah seperti inti sel. Tetapi mengubah pola RNA melintasi membran mitokondria selektif tidaklah mudah.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa lebih dari satu miliar tahun yang lalu, mitokondria adalah organisme itu sendiri, dan seiring waktu mereka telah berevolusi, berbagi tanggung jawab untuk memecah glukosa dengan sel.
Video promosi:
Untungnya, toksin DddA memiliki kemampuan unik untuk mengubah kedua untai DNA, membuka jalan bagi CRISPR - dan template RNAnya yang rumit - mendukung metode alternatif untuk menargetkan urutan yang ingin Anda ubah.
Kelas enzim ini dapat diadaptasi untuk mencari kode asam nukleat spesifik dan pemisahannya. Hanya apa yang dibutuhkan untuk pengenalan racun yang menggantikan sitosin.
Bersama dengan DddA, enzim yang dirancang khusus dapat menemukan urutan target di dalam mitokondria dan mengubah sitosin yang ditemukannya menjadi urasil, yang kemudian diubah menjadi tulang punggung khusus DNA serupa yang disebut timin.
Sebagaimana mutasi pada DNA inti dapat menyebabkan berbagai macam kondisi kesehatan, mutasi pada gen mitokondria juga dapat menimbulkan masalah, mempengaruhi apa saja mulai dari perkembangan otak hingga pertumbuhan otot, tingkat energi, metabolisme, dan kekebalan.
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature.
