Bagaimana Anda merayakan Tahun Fag? Bahkan jika Anda belum pernah mendengar tentang virus-virus kecil yang membunuh bakteri ini, Anda pasti pernah menjumpainya. Triliun bakteriofag, atau fag, dan virus serupa ada di planet ini, dan di banyak tempat jumlahnya bahkan lebih banyak daripada bakteri lokal.
Konten terkait
- Gumpalan Darah, Sel Hati dan Flu Burung Sangat Indah Di Bawah Mikroskop
Fag mengkhususkan diri dalam menginfeksi bakteri dan menukar gen sehingga mereka dapat menggunakan inang untuk bereplikasi. Dalam berbagai bentuknya, fag pada akhirnya mendorong proses biologis di dalam tubuh dan melintasi ekosistem. Sekarang, seabad setelah penemuan mereka, masih banyak yang harus dipelajari tentang makhluk kecil ini dan kemungkinannya yang menggiurkan — seperti bagaimana merancang virus fag yang direkayasa yang dapat membunuh bahkan infeksi bakteri yang paling resistan terhadap obat.
Forest Rohwer dari Universitas Negeri San Diego, rekan penulis Life in Our Phage World, menjelaskan mengapa ia ingin dunia menandai 2015 sebagai Tahun Phage:
Mengapa merayakan fag sekarang?
Sudah 100 tahun sekarang kita benar-benar tahu tentang hal-hal ini. Bergantung pada siapa yang ingin Anda katakan fag yang pertama kali ditemukan, contoh konkret pertama yang cantik adalah pada tahun 1915. [Ahli bakteriologi Inggris Frederick W. Tort secara umum dipuji karena penemuan itu.] Dan sekarang, setelah pelambatan nyata dalam jumlah orang di lapangan, saya akan mengatakan telah terjadi kebangkitan selama sepuluh tahun terakhir. Orang-orang menyadari bahwa hal-hal ini adalah pemain utama dalam ekosistem, diversifikasi mikroba, berbagi gen — di semua tempat. Jadi, Anda benar-benar dapat terlibat dan berkontribusi dalam bidang ini dan menemukan beberapa hal baru, besar, dan penting. Dari sudut pandang seorang ahli biologi, itu sangat menyenangkan.
Fakta bahwa mereka ada di mana-mana hampir membingungkan.
Ada seperti 10 juta fag dalam satu mililiter air laut dan hampir 100 juta fag dalam satu gram tanah. Mereka benar-benar ada di mana-mana, pada dasarnya segala sesuatu yang dapat Anda pikirkan, dan mereka sangat beragam. Tetapi mereka hanyalah bagian dari sistem. Mereka sama sekali tidak berbahaya bagi kita, dalam banyak kasus. Bahkan, mereka mungkin membantu kami untuk sebagian besar.
Apa saja yang mereka lakukan?
Nah, perbandingan zombie benar untuk satu perilaku. Fag masuk dan mereka membuat DNA mereka bagian dari DNA bakteri, dan itu sering membuat bakteri melakukan hal yang berbeda dari yang seharusnya. Salah satu cara yang baik untuk berpikir tentang cara kerjanya adalah membayangkan simbiosis di berbagai bidang, dari patogen hingga mutualisme. Dalam sistem apa pun yang Anda lihat, sepertinya gen yang melakukan adaptasi lokal diperoleh melalui transfer. Dalam usus manusia, misalnya, Anda memiliki sekumpulan bakteri tertentu yang hidup bersama Anda, tetapi yang terjadi sepanjang hidup adalah bakteri itu akan memperoleh gen [dari fag] yang dapat membantu, berbahaya atau netral untuk sang penyelenggara.
Jadi pertukaran DNA ini dapat memiliki hasil yang sangat beragam?
Kanan. Itu sebenarnya area di mana fag kadang-kadang bisa berbahaya bagi manusia, ketika gen yang menyebabkan penyakit dibawa oleh fag. Jadi banyak patogen hanya ada karena bakteri yang biasanya bukan patogen memiliki gen berbeda yang ditambahkan oleh fag. Mungkin contoh yang paling terkenal adalah kolera, di mana mereka benar-benar tahu bagaimana fag menyebabkan penyakit itu. Ini juga terjadi dengan banyak strain E. coli yang menyebabkan keracunan makanan.
Hidup di Dunia Fag Kita
MembeliBagaimana dengan sisi yang membantu?
Jika Anda melihat terumbu karang, pada dasarnya Anda memiliki jenis bakteri yang sama dengan terumbu karang. Tetapi kemudian Anda melihat di tempat yang berbeda, gen yang berbeda telah diperoleh yang memungkinkan bakteri untuk beradaptasi dengan kondisi lokal mereka. Dan dalam hal ini adalah hal yang baik, sejauh mempromosikan kesehatan karang secara keseluruhan. Sisi lain hanya membunuh bakteri, karena itu adalah makanan mereka. Itu benar-benar hal utama yang mereka lakukan.
Bagaimana cara pembunuhan bakteri ini bekerja untuk menargetkan penyakit?
Itu sudah menjadi pemikiran selama 100 tahun. Awalnya orang mengira mereka telah menemukan peluru ajaib, mikroba untuk membunuh mikroba. Tetapi kemudian kami mulai menggunakan antibiotik, dan sebagian besar itulah yang masih kami gunakan sampai sekarang. Tempat-tempat di mana mereka mungkin menggunakan terapi fag banyak akan berada di Rusia atau Polandia. Tapi ada semacam gerakan untuk menggunakannya lagi di dunia Barat, terutama karena banyak bakteri menjadi kebal terhadap antibiotik.
Mengapa potensi mereka untuk melawan penyakit begitu besar?
Ada beberapa keuntungan. Antibiotik pada dasarnya membunuh semua bakteri, atau sebagian besar, dan Anda tidak menginginkannya dalam banyak kasus. Anda tidak ingin membunuh semua bakteri di usus Anda setiap kali Anda terinfeksi. Itu sebabnya fag sangat menarik: Mereka menargetkan dan memburu strain patogen tertentu. Juga, satu fag menjadi sejuta dalam beberapa jam. Antibiotik tidak akan pernah membesar, Anda harus terus memasukkannya ke dalam tubuh Anda. Tetapi dengan fag, jika ada bakteri target, itu akan menarik lebih banyak hal yang membunuhnya, yang Anda harapkan. Dan kemudian ketika bakteri target hilang, fag yang memakannya juga harus pergi.
Bisakah kita membuat fag secara buatan sehingga mereka akan menargetkan persis bakteri berbahaya yang kita kejar?
Iya nih. Saya pikir mengisolasi mereka dari banyak fag berbeda di alam memiliki sedikit sejarah kotor - kadang-kadang berhasil, kadang tidak - dan dari sudut pandang peraturan yang selalu akan sedikit samar. Saya percaya bahwa sintesis adalah jalan yang akan kita tempuh. Kami telah merekayasa mereka cukup lama, sejak tahun 1970-an atau bahkan mungkin lebih awal, dan kami tahu sedikit tentang mereka. Anda bisa mengambil sepotong DNA tertentu, menambahkannya ke tabung reaksi yang memiliki bagian protein yang membentuk fag, dan Anda mendapatkan fag yang layak dari itu. DNA memulai penciptaan fag yang layak, jadi itu benar-benar semacam nanomachine ajaib.
Kedengarannya ideal, jadi apa perampokan pada perawatan fag baru?
Kami menghabiskan ratusan juta dolar untuk mengembangkan antibiotik. Sejauh ini, benar-benar belum ada jenis investasi yang Anda butuhkan untuk mengembangkan fag ke tingkat di mana sebagian besar dari kita akan nyaman menggunakannya. Jika saya memiliki infeksi bakteri, saya masih akan pergi dengan antibiotik sekarang.
Berapa banyak yang masih perlu kita pelajari setelah satu abad studi fag?
Kami tahu banyak tentang beberapa dari mereka karena mereka adalah alat yang digunakan untuk mengembangkan biologi molekuler, mencari tahu cara kerja DNA dan benar-benar belajar cara mempelajari berbagai hal pada tingkat molekuler. Jadi dalam hal ini kita tahu banyak. Ketika datang ke apa yang terjadi di lingkungan, kita tahu dalam stroke yang sangat luas apa yang mereka lakukan, tetapi tentang spesifik apa yang terjadi, bahkan dalam tubuh manusia, kita tahu sangat sedikit.
Keragaman genetik mereka, yang sebagian besar tidak diketahui, luar biasa. Di sebagian besar bidang, kita dapat mengatakan kita tidak tahu apa yang dilakukan gen tertentu, tetapi setidaknya kita pernah melihatnya sebelumnya. Dengan hal-hal fag Anda dapat masuk ke lingkungan apa pun yang ingin Anda pilih dan sebagian besar gen yang mereka bawa, mungkin 80 persen, kita tidak hanya tidak tahu apa-apa tentang gen-gen itu, tetapi kita belum pernah melihatnya sebelumnya. Ini adalah sains awal pada titik ini, dan ada penemuan baru yang terjadi setiap saat. Itu salah satu tempat yang bisa dikunjungi siapa pun dan pada dasarnya Anda dijamin akan menemukan sesuatu yang keren.
