Jawa Pos Radar Lawu - Bakteri Membalikkan Senjata Virus untuk Melawannya.
Virus yang menyerang bakteri biasanya datang dengan satu tujuan: menguasai sel dan memperbanyak diri. Namun, serangan itu ternyata bisa menjadi kesalahan fatal bagi sang penyerang. Peneliti menemukan bahwa bakteri dapat mengenali aktivitas enzim milik virus dan menjadikannya sebagai pemicu untuk mengaktifkan sistem pertahanan yang bahkan dapat membuat bakteri mengorbankan dirinya sendiri.
Temuan ini mengungkap cara baru bakteri mendeteksi serangan bakteriofag atau fag, yakni virus yang secara khusus menginfeksi bakteri. Pengetahuan tersebut berpotensi membantu ilmuwan mengembangkan terapi fag yang lebih efektif, terutama untuk menghadapi bakteri yang sudah kebal terhadap antibiotik.
Penelitian ini dilakukan oleh ilmuwan dari University of Utah Health dan hasilnya diterbitkan dalam jurnal Science.
Bakteri Ternyata Tidak Diam Saat Diserang Virus
Bakteri memang berukuran sangat kecil, tetapi bukan berarti tidak memiliki sistem pertahanan. Seperti organisme lain, bakteri telah mengembangkan mekanisme imun untuk menghadapi serangan virus.
Salah satu sistem tersebut adalah CBASS. Ketika mendeteksi ancaman serius, sistem ini dapat memicu respons ekstrem: bakteri yang terinfeksi menghancurkan dirinya sendiri sebelum virus berhasil berkembang dan menyebar ke bakteri lain.
Strategi tersebut terdengar seperti kekalahan, tetapi sebenarnya merupakan bentuk pengorbanan untuk melindungi populasi bakteri di sekitarnya.
Masalahnya, bunuh diri sel merupakan langkah yang sangat mahal bagi bakteri. Karena itu, sistem CBASS harus mampu membedakan serangan virus yang benar-benar berbahaya dari kondisi biasa.
Penelitian terbaru menemukan bagaimana sistem tersebut membuat keputusan itu.
Enzim Virus Justru Menjadi Alarm
Para peneliti menemukan bahwa beberapa bakteriofag menghasilkan enzim yang disebut protease. Enzim ini bertugas memecah protein tertentu.
Yang menarik, protease dari virus ternyata dapat memotong protein sensor milik bakteri. Kerusakan tersebut bukan sekadar akibat sampingan serangan virus. Justru perubahan pada protein bakteri itulah yang menjadi sinyal bahaya dan mengaktifkan rangkaian pertahanan CBASS.
Sam Hobbs, PhD, asisten profesor biokimia di University of Utah Health sekaligus penulis pertama penelitian, mengatakan:
“Ini adalah salah satu bentuk kekebalan bakteri yang paling umum. Jadi, ketika akhirnya kami berhasil memahaminya, rasanya seperti menemukan jawaban yang sangat mengejutkan.”
Dengan kata lain, bakteri tidak harus mengenali virus secara langsung. Mereka bisa mendeteksi aktivitas yang dilakukan virus di dalam sel.
Baca Juga: Bukan Sekadar Gigitan Nyamuk, Ini yang Perlu Diketahui tentang Virus Zika
Protease Virus Membuka Kedok Penyerang
Hobbs menjelaskan:
“Jenis fag tertentu memiliki protein yang disebut protease, yang berfungsi menguraikan protein lain. Kami menemukan bahwa protease dari fag tersebut bekerja langsung pada protein inang, dan tindakan itulah yang menjadi sinyal untuk mengaktifkan seluruh jalur pensinyalan.”
Mekanisme ini menarik karena sistem pertahanan bakteri sebenarnya memanfaatkan kebutuhan virus itu sendiri. Virus menggunakan protease untuk menjalankan proses infeksinya, tetapi aktivitas tersebut sekaligus memberikan petunjuk kepada bakteri bahwa serangan sedang berlangsung.
Bukan Sekadar Mengenali Materi Genetik Virus
Mekanisme yang ditemukan dalam CBASS berbeda dari sejumlah sistem pertahanan antivirus lain.
Pada beberapa jalur imun, sel mendeteksi materi genetik virus secara langsung. Namun dalam mekanisme CBASS, bakteri justru mengawasi aktivitas protein virus terhadap protein milik bakteri.
Hobbs mengatakan:
“Ini adalah mekanisme yang benar-benar baru tentang cara protein inang tersebut diaktifkan. Saya tidak pernah menyangka bahwa mekanismenya akan bekerja seperti ini.”
Penemuan tersebut memberi gambaran bahwa sistem imun bakteri jauh lebih beragam daripada sekadar mekanisme sederhana untuk mengenali benda asing.
Temuan Ini Bisa Membantu Terapi Fag
Penelitian ini juga memiliki kaitan dengan perkembangan terapi fag.
Terapi tersebut memanfaatkan bakteriofag untuk menyerang bakteri penyebab penyakit. Karena bakteriofag secara spesifik menargetkan bakteri, pendekatan ini menarik sebagai salah satu strategi untuk menghadapi infeksi yang sulit ditangani menggunakan antibiotik.
Namun, bakteri memiliki sistem pertahanan terhadap bakteriofag. Artinya, agar terapi fag bekerja secara efektif, ilmuwan perlu memahami bagaimana bakteri mendeteksi dan melawan virus tersebut.
Dengan mengetahui mekanisme CBASS, peneliti berpotensi merancang atau memilih bakteriofag yang lebih mampu melewati pertahanan bakteri.
Sistem Imun Ini Ternyata Sangat Tua
Hal yang tidak kalah menarik muncul ketika para peneliti melihat hubungan evolusioner dari mekanisme tersebut.
CBASS ternyata memiliki kaitan dengan jalur sistem imun yang ditemukan pada manusia. Kesamaan tersebut mengisyaratkan bahwa sebagian mekanisme pertahanan antivirus ini mungkin telah bertahan sejak masa nenek moyang bersama bakteri dan manusia.
Hobbs menjelaskan:
“Fakta bahwa sistem ini lestari pada bakteri dan manusia menunjukkan bahwa mekanisme tersebut dipertahankan dalam berbagai organisme sepanjang perjalanan evolusi. Sel-sel seolah memberi tahu kita bahwa jalur ini sangat penting karena telah dipertahankan selama miliaran tahun. Hal ini sangat menarik dan menjadi gambaran penting tentang mekanisme yang dibutuhkan untuk mempertahankan kemampuan melawan virus.”
Artinya, bakteri dapat menjadi semacam jendela untuk mempelajari prinsip dasar sistem imun yang telah bertahan selama miliaran tahun.
Mengapa Bakteri Penting untuk Memahami Sistem Imun?
Bakteri memiliki siklus hidup yang cepat sehingga ilmuwan dapat mempelajari mekanisme biologis dalam waktu relatif singkat. Pengetahuan yang diperoleh kemudian dapat digunakan sebagai dasar untuk memahami proses yang lebih kompleks pada organisme lain.
Dalam penelitian ini, bakteri menunjukkan bahwa sistem pertahanan tidak selalu bekerja dengan cara mendeteksi virus secara langsung. Kadang, justru tindakan virus sendiri yang membocorkan keberadaannya.
Temuan tersebut sekaligus memperlihatkan bagaimana hubungan antara virus dan inangnya terus berkembang. Virus berusaha memanfaatkan sel bakteri untuk bertahan hidup, sementara bakteri mengembangkan sistem yang dapat menjadikan aktivitas virus sebagai tanda untuk mengaktifkan pertahanan.
Penelitian ini diterbitkan dalam Science dengan judul “Protease Fag Mengaktifkan Kekebalan Antifag CBASS.”
Pada akhirnya, penemuan ini memberikan dua manfaat penting: memperluas pemahaman ilmuwan tentang bagaimana bakteri melawan virus dan membuka peluang untuk mengembangkan strategi terapi fag yang lebih mampu menghadapi pertahanan bakteri.
(Silva Yudia Azizah, Magang Universitas Negeri Surabaya)
Editor : Tim Content Writer Radar LawuSumber : Science Daily