Akhir-akhir ini, ada banyak desas-desus tentang nyamuk ; khususnya varietas rekayasa genetika. Musim panas ini, tim ilmuwan dari University of California, Santa Barbara, dan University of Washington memelopori metode untuk mengacaukan penglihatan nyamuk, sehingga sangat sulit bagi mereka untuk menemukan target manusia .
Bagaimana mereka mencapai prestasi seperti itu? Menggunakan alat rekayasa genetika yang dikenal sebagai CRISPR .
"CRISPR awalnya merupakan cara bakteri dikembangkan untuk melawan virus," kata Raphael Ferreira, seorang insinyur genomik di Harvard Medical School. Sering dibandingkan dengan sepasang "gunting molekuler", CRISPR menggunakan protein khusus yang disebut Cas - kependekan dari enzim terkait CRISPR untuk memotong untaian DNA atau RNA di lokasi yang tepat dan terprogram. Kemudian, sistem dapat memasukkan atau menghapus gen yang diinginkan di situs tersebut, dan biola : organisme yang diedit gen.
CRISPR membuka dunia kemungkinan, termasuk banyak — seperti nyamuk yang membutakan — di bidang kesehatan manusia. Tapi itu tidak semua itu digunakan untuk. "Kami memiliki begitu banyak varian dari teknologi itu, ini memungkinkan kami untuk melakukan segala jenis rekayasa genetika," kata Ferreira.
Berikut adalah beberapa cara terliar para ilmuwan menerapkan CRISPR di dalam (dan berpotensi di luar) lab.
1. Menanam Tomat Pedas dan Biji Kopi Tanpa Kafein
Bayangkan menggigit tomat yang sudah matang. Rasa apa yang terlintas di pikiran? Manis? Asam, mungkin sedikit gurih? Bagaimana dengan pedas?
Terima kasih kepada tim ahli genetika internasional, itu mungkin profil rasa masa depan dari tomat sederhana. Para peneliti di Brasil dan Irlandia telah mengusulkan CRISPR sebagai sarana untuk mengaktifkan gen capsaicinoid yang tidak aktif pada tanaman tomat, urutan genetik yang sama yang membuat cabai menjadi andalan mereka. Selain menciptakan Bloody Mary yang sempurna, tanaman ini menjanjikan alternatif ekonomis untuk paprika tradisional , yang terkenal sulit untuk ditanam.
CRISPR juga dapat menawarkan dorongan untuk rutinitas sarapan harian Anda — atau menghilangkan dorongan itu. Perusahaan Inggris Tropic Biosciences saat ini sedang mengembangkan biji kopi yang direkayasa untuk tumbuh bebas kafein. Itu masalah besar, karena biji kopi saat ini harus dihilangkan kafeinnya secara kimiawi, biasanya dengan merendamnya dalam etil asetat atau metilen klorida (juga bahan penghilang cat). Mandi bahan kimia yang keras ini menghilangkan kafein kacang dan sebagian besar rasanya. Kopi CRISPR menjanjikan secangkir Joe yang bebas jitter, dengan semua kebaikan roasty dari full-caf.
2. Membuat Anggur Tanpa Mabuk
Jika Anda pernah berharap bisa keluar malam di kota tanpa mengalami mabuk berat keesokan paginya, Anda mungkin beruntung. Sebuah tim ilmuwan di University of Illinois telah menggunakan gunting genetik mereka untuk meningkatkan manfaat kesehatan dari strain ragi yang digunakan untuk memfermentasi anggur - dan mereka telah memotong gen yang bertanggung jawab untuk sakit kepala keesokan harinya.
Saccharomyces cerevisiae , ragi yang dimaksud, adalah organisme poliploid, artinya ia memiliki banyak salinan dari setiap gen (berlawanan dengan dua gen biasa). Fitur ini membuat ragi sangat mudah beradaptasi dan sangat sulit untuk direkayasa secara genetika menggunakan metode lama, yang hanya dapat menargetkan satu salinan gen pada satu waktu.
Tetapi CRISPR memungkinkan para insinyur genetika untuk memotong setiap versi gen dalam sekali jalan. Dibandingkan dengan teknologi yang lebih tua, "kompleksitas dari apa yang dapat Anda lakukan dengan CRISPR jauh melampaui," kata Ferreira, "Ini semua tentang efisiensi."
Dengan menggunakannya, tim Illinois mampu meningkatkan jumlah resveratrol yang menyehatkan jantung dalam anggur mereka, sambil membiarkan mabuk di lantai ruang potong.
3. Semua Banteng, Tanpa Pertarungan
Ketika berbicara tentang peternakan sapi, tanduk biasanya tidak boleh digunakan. Pada banteng dewasa, mereka menimbulkan bahaya bagi petani, ternak lain, dan kadang-kadang bagi hewan itu sendiri.
Secara tradisional, sapi yang dibesarkan di peternakan dipotong tanduknya dengan memusnahkan sel penghasil tanduk di dahi hewan, yang terletak di dua tonjolan tulang yang disebut kuncup tanduk. Tunas dihancurkan dengan salah satu dari beberapa cara menyakitkan yang berbeda : dengan pisau kuno yang bagus, atau dengan menggunakan setrika panas, listrik, atau zat kaustik seperti natrium hidroksida. Praktik-praktik ini terkadang dapat menyebabkan kerusakan wajah atau kerusakan mata. Tetapi CRISPR mungkin hanya menawarkan alternatif yang lebih etis.
Dengan menggunakan CRISPR, para ilmuwan telah merekayasa gen untuk tidak bertanduk pada sapi , secara efektif menghilangkan kebutuhan akan prosedur penghilangan tanduk pada hewan tersebut. Yang lebih menarik lagi, beberapa dari sapi jantan yang diedit gen ini mampu mewariskan sifat itu kepada keturunannya — yang sangat penting untuk menjaga sifat itu dalam sirkulasi populasi. Di kalangan ilmiah, ini telah dilihat sebagai kisah sukses yang berpotensi besar: sedemikian rupa sehingga ahli genetika Alison L. Van Eenennaam dari University of California, Davis menulis sebuah esai di Nature tentang hal itu, menyebut penghapusan tanduk "perhatian kesejahteraan hewan yang tinggi prioritas" dan mengadvokasi untuk penelitian lanjutan .
Secara historis, masyarakat umum kurang antusias terhadap tanaman dan ternak yang dimodifikasi secara gen, meskipun penelitian terbaru menunjukkan bahwa sikap tersebut mungkin berubah . Tetapi bagaimana jika CRISPR digunakan untuk sesuatu yang lebih sedikit "Charlotte's Web" dan sedikit lebih "Jurassic Park"?
4. Membangkitkan Spesies yang Hilang
Mungkin penggunaan CRISPR yang paling jauh saat ini adalah potensinya untuk menghidupkan kembali seluruh spesies dari kematian. Dan sekarang, ada pembicaraan serius tentang membangkitkan satu spesies tertentu: merpati penumpang .
Merpati penumpang biasa menjelajahi hutan Amerika Utara dalam kawanan ratusan juta yang kuat, menggelapkan langit dan menggelegar melalui bawah tanah dalam apa yang digambarkan oleh ahli konservasi Aldo Leopold sebagai "badai berbulu." Namun, itu mulai berubah pada abad ke-18 dan ke-19, ketika penjajah Eropa menyebar ke seluruh benua.
Selain ada di mana-mana, merpati penumpang memiliki kualitas yang disayangkan karena lezat. Mereka diburu secara massal oleh orang Eropa-Amerika yang lapar, baik untuk makanan maupun olahraga. Ini mungkin tidak akan menghancurkan populasi total burung, kecuali bahwa manusia secara bersamaan menghancurkan banyak tempat bersarang mereka. Kombinasi brutal ini mendorong spesies ke penurunan tajam pada awal abad ke-20. Merpati penumpang terakhir yang diketahui, seekor burung bernama Martha , mati di penangkaran pada tahun 1914.
Sekarang, para ilmuwan mencari CRISPR sebagai cara untuk membawa kembali burung-burung ikonik ini. Organisasi biotek yang berbasis di California, Revive & Restore, memiliki Proyek Pigeon Penumpang khusus , yang bertujuan untuk membangun kembali spesies tersebut dengan memodifikasi genom merpati ekor pita yang terkait erat. Jika berhasil, kata kelompok itu, mereka dapat menggunakan pendekatan ini untuk menghidupkan kembali semua jenis makhluk yang punah atau terancam punah, dari musang berkaki hitam hingga mammoth berbulu . Apakah mereka harus atau tidak , tentu saja, masih menjadi perdebatan, tetapi tidak dapat disangkal bahwa CRISPR telah memungkinkan hal-hal fiksi ilmiah.
Sekarang itu menarik:
Pada tahun 2020, Emmanuelle Charpentier dan Jennifer Doudna dianugerahi hadiah Nobel dalam bidang kimia karena memelopori teknologi CRISPR, menjadikan mereka wanita keenam dan ketujuh yang pernah menerima penghargaan tersebut.
