Piknik malam di taman, bir matahari terbenam di tepi danau, dan malam-malam hangat dengan jendela terbuka hanyalah beberapa kesenangan dari pertengahan musim panas. Tetapi saat senja turun, salah satu makhluk paling menyebalkan di planet ini bergerak: nyamuk. Kegiatan di luar ruangan ditinggalkan dalam hiruk-pikuk pergelangan kaki dan tidur terganggu ketika kita dengan sedih menampar sumber rengekan dari siksaan kita.
Konten terkait
- Megacities Dunia Membuat Demam Berdarah Lebih Cepat
- Ramuan Berbau Manis Ini Dapat Menangkal Nyamuk
- Gen Membuat Beberapa Orang Lebih Menarik untuk Nyamuk
- Bisakah Nyamuk GM Memuluskan Penyebaran Virus Tropis?
Tentu saja, semua ketidaknyamanan ini tidak seberapa dibandingkan dengan kerusakan yang dilakukan nyamuk sebagai penular penyakit seperti malaria, demam berdarah atau demam kuning. Menurut Organisasi Kesehatan Dunia, demam kuning yang ditularkan oleh nyamuk saja menyebabkan lebih dari 30.000 kematian setiap tahunnya.
Tapi sekarang, dalam pertempuran yang sedang berlangsung antara manusia dan nyamuk, kita mungkin hanya unggul. Para ilmuwan di Texas A&M University percaya bahwa mereka telah menemukan cara untuk mengakali para pengisap darah dengan menipu mereka agar memutuskan untuk tidak menggigit kita, dan sekutu utama mereka dalam tipuan ini adalah miliaran bakteri yang hidup di kulit kita.
Bakteri "berbicara" satu sama lain menggunakan sistem kimia yang disebut quorum sensing. Komunikasi sel-ke-sel ini digunakan untuk mengendalikan atau mencegah perilaku tertentu dalam suatu komunitas, seperti berkerumun atau memproduksi biofilm, seperti pembentukan plak pada gigi kita. Untuk memulai percakapan, bakteri menghasilkan senyawa yang mengandung pesan biokimia spesifik. Semakin banyak senyawa yang diproduksi, semakin terkonsentrasi pesan, hingga mencapai ambang batas yang menyebabkan respons grup. Perilaku lebih mungkin terjadi ketika pesan menjadi "lebih keras" —dan itu memudahkan organisme lain untuk menguping pembicaraan bakteri.
“Bahkan orang merespons molekul penginderaan kuorum, ” kata Jeffery K. Tomberlin, seorang ahli ekologi perilaku di Texas A&M. “Misalnya, jika sesuatu membusuk, ada molekul penginderaan kuorum yang dilepaskan dalam proses yang memberi tahu kita bahwa itu adalah bukan lingkungan yang baik. "
Masukkan nyamuk. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa faktor-faktor seperti volume karbon dioksida yang kita keluarkan, suhu tubuh, bau badan, dan bahkan warna pakaian kita dapat memengaruhi seberapa menarik kita terhadap serangga haus darah. Menurut Tomberlin, nyamuk juga dapat meretas ke dalam sistem komunikasi bakteri menggunakan kemoreseptor pada antena mereka, lebih seperti pemecah kode Perang Dunia II yang mencegat transmisi terenkripsi: “Sistem radar mereka sangat sensitif dan dapat mengambil pesan-pesan ini yang sedang terjadi. Dan mereka memiliki peralatan yang memungkinkan mereka untuk menginterupsi pesan-pesan itu, ”katanya.
Secara evolusi, penginderaan kuorum selalu terjadi di alam, dan nyamuk telah mengembangkan kemampuan untuk memahami jalur komunikasi ini melalui seleksi alam. Nyamuk mendapat manfaat dari peretasan ini dengan mengumpulkan informasi tentang kualitas inang darah dan selektif tentang siapa yang mereka targetkan. Tetapi jalur komunikasi bakteri terus berevolusi, menghasilkan perlombaan antara organisme yang bersaing — di satu sisi, bakteri menghasilkan pesan, dan di sisi lain, nyamuk mencoba menafsirkannya.
“Lawanmu selalu mengubah enkripsi kodenya. Anda harus memecahkan kode itu, dan kelangsungan hidup Anda bergantung padanya, ”kata Tomberlin. Mengetahui bahwa komunikasi mikroba dapat memengaruhi daya tarik nyamuk, Tomberlin dan rekan-rekannya di Texas A&M — termasuk Craig Coates, Tawni Crippen, dan peneliti lulusan Xinyang Zhang — sekarang telah menunjukkan bahwa manusia mungkin dapat meretas peretas dan memengaruhi apakah nyamuk memutuskan untuk menggigit kita.
Staphylococcus epidermidis adalah satu di antara lebih dari seribu spesies bakteri yang biasa terjadi pada kulit manusia. Tim menggunakan bentuk mutan dari S. epidermidis, di mana mereka menghapus mekanisme genetik yang mengkodekan sistem penginderaan kuorumnya. Dengan jalur biokimia bakteri terganggu, "peralatan pengawasan" nyamuk tidak bisa lagi menguping.
Pandangan mikroskop dari bakteri kulit yang umum Staphylococcus epidermidis . (David Scharf / Corbis) Tim kemudian melakukan serangkaian percobaan menggunakan pengumpan darah, yang ditutupi kain steril yang dirawat dengan mutan yang dibungkam atau bakteri tipe liar yang tidak dimodifikasi. Tim membandingkan daya tarik pengumpan dengan nyamuk Aedes aegypti betina, agen penular utama demam kuning.
Pengumpan darah terdiri dari labu kultur yang ditutup dengan film parafin yang bisa ditembus nyamuk. Satu milimeter darah kelinci disuntikkan antara film dan labu kultur, dan air hangat dipompa melalui labu untuk menjaga darah pada suhu tubuh rata-rata. Tim menempatkan pengumpan di dalam kandang plastik transparan yang berisi 50 nyamuk dan meninggalkannya di dalam kandang selama 15 menit. Mereka merekam perilaku serangga di video, memungkinkan mereka menghitung jumlah nyamuk yang memberi makan setiap menit.
Tim menguji berbagai skenario, seperti menempatkan pengumpan darah yang diobati dengan bakteri tipe liar atau mutan dalam kandang terpisah, kemudian menempatkan kedua jenis bakteri dalam kandang yang sama pada waktu yang bersamaan. Ketika diberi pilihan, "dua kali lebih banyak nyamuk tertarik pada jenis liar pada pengumpan darah daripada mutan pada pengumpan darah, " kata Tomberlin.
Berdasarkan temuan ini, yang saat ini sedang dipersiapkan untuk diserahkan ke PLOS One, tim percaya bahwa menghambat komunikasi bakteri dapat mengarah pada metode baru untuk mencegah nyamuk yang akan lebih aman daripada penolak kimia yang keras seperti DEET. Ini bisa memiliki implikasi penting untuk mengurangi penyebaran penyakit yang ditularkan nyamuk seperti demam kuning. “Bakteri adalah garis pertahanan pertama kita, dan kami ingin mendorong penyebarannya. Namun, kami mungkin dapat menghasilkan penolak alami yang akan memungkinkan kami berbohong kepada nyamuk, "kata Tomberlin." Kami mungkin ingin memodifikasi pesan yang sedang dirilis yang akan memberi tahu nyamuk bahwa kami bukan inang yang baik, alih-alih mengembangkan bahan kimia yang bisa berbahaya bagi bakteri kita di kulit kita, atau kulit kita sendiri. ”
Tomberlin mencatat bahwa memanipulasi percakapan bakteri mungkin memiliki banyak aplikasi lain, dan ini sedang dipelajari secara aktif di institusi lain. Dalam hal aplikasi kesehatan, memblokir komunikasi antara bakteri di paru-paru pasien dengan cystic fibrosis dapat menyebabkan perawatan baru untuk penyakit ini. Dan di industri energi, menghambat quorum sensing dapat mengurangi korosi pipa minyak yang disebabkan oleh mikroba.
Para peneliti seperti Thomas K. Wood dari Universitas Negeri Pennsylvania, Rodolfo García-Contreras dari Universidad Nacional Autónoma de Mexico dan Toshinari Maeda dari Kyushu Institute of Technology adalah pemimpin dalam penelitian penginderaan kuorum. Menurut Wood, upaya untuk memanipulasi komunikasi bakteri perlu memperhitungkan teknik kontra-spionase mikroba yang canggih: "Kami juga mencoba memahami bagaimana bakteri mengembangkan resistensi terhadap jenis senyawa baru yang dirancang untuk menghentikan bakteri berbicara, " katanya.
Jadi sekarang, untuk nyamuk dan untuk sains, perlombaan pemecah kode aktif.
