Microbiome rekayasa genetika: Ngowahi bakteri kanggo kesehatan

• Babagan Author:
• Jeneng panganggit

  Quantumrun Foresight
• Maret 8, 2023

Microbiome kasusun saka mikroorganisme ing lingkungan tartamtu. Ngowahi mikrobioma kanthi genetik bisa mbantu nyuda utawa nuduhake sipat tartamtu lan menehi terapi, nemokake macem-macem aplikasi praktis ing sektor pertanian, kesehatan, lan kesejahteraan.

Konteks mikrobioma rekayasa genetik

Mikrobioma usus, komunitas mikroorganisme ing usus manungsa, nduweni peran penting ing kesehatan. Panaliten anyar nuduhake manawa mikrobioma usus bisa nyebabake penyakit otoimun, diabetes, kanker, penyakit kardiovaskular, Parkinson, Alzheimer, multiple sclerosis, lan malah depresi. Nanging, keseimbangan ekosistem sing alus iki bisa diganggu dening macem-macem faktor kayata diet lan antibiotik, saengga angel dipulihake. 

Sawetara peneliti nggoleki mikrobioma sing ngowahi sacara genetis kanggo nambah kemungkinan urip lan adaptasi. Contone, para ilmuwan ing Texas A&M University nggunakake hubungan simbiosis bakteri, E. coli, lan cacing gelang kanggo ngrancang sacara genetis mikrobioma cacing kasebut ing taun 2021. Dheweke ngerteni manawa nalika gen sing nyuda fluoresensi dilebokake menyang plasmid E. coli, Cacing sing ngonsumsi bakal mandheg nuduhake fluoresensi. Ing taun sing padha, para ilmuwan ing Universitas California San Francisco kasil ngemot virus mburu bakteri nganggo sistem panyuntingan gen CRISPR kanggo mbusak kromosom ing E. coli.

Mbalik ing 2018, peneliti ing Harvard Medical School makarya kanggo nggawe bakteri komunikasi kanggo koordinasi lan ngontrol ing harmoni. Dheweke ngenalake sirkuit genetik signaler lan responder kanggo ngeculake lan ndeteksi kuorum senyawa dadi rong jinis bakteri. Nalika tikus diwenehi panganan bakteri kasebut, usus kabeh tikus nuduhake tandha-tandha transmisi sinyal, ngonfirmasi sukses komunikasi bakteri. Tujuane tetep nggawe mikrobioma sintetik kanthi bakteri direkayasa ing usus manungsa sing efisien kanggo komunikasi ing antarane awake dhewe nalika nindakake fungsine. 

Dampak gangguan 

Njelajah potensial nggunakake teknik nyunting gen kanggo ngapusi mikrobioma usus bisa ngatasi ketidakseimbangan sing nyebabake macem-macem masalah kesehatan. Contone, riset luwih akeh bisa nemokake terapi terapi kanggo mbenerake ketidakseimbangan bakteri ing usus manungsa sing kompleks. Kanthi bakteri rekayasa genetika sing dikenal migunani kanggo kesehatan usus, para ilmuwan bisa nggawe perawatan anyar kanggo macem-macem kelainan sing ana gandhengane karo usus, kalebu penyakit radang usus, sindrom irritable bowel, lan malah obesitas. Uga ngidini cara perawatan diabetes sing luwih anyar amarga ketidakseimbangan hormon. 

Salah sawijining alesan kenapa bakteri luwih gampang dimanipulasi sacara genetis amarga komposisi DNA. Organisme cilik iki duwe potongan DNA sing disebut plasmid saliyane unsur utama DNA sing diarani kromosom. Plasmid bisa nggawe salinan awake dhewe lan duwe gen luwih sithik tinimbang kromosom, saengga luwih gampang diganti nganggo alat genetik. Secara khusus, potongan DNA saka organisme liya bisa dilebokake ing plasmid bakteri.

Nalika plasmid nggawe salinan dhewe, uga nggawe salinan gen sing ditambahake, sing diarani transgenes. Contone, yen gen manungsa kanggo nggawe insulin ditambahake menyang plasmid, amarga bakteri nggawe salinan plasmid, uga nggawe salinan luwih akeh saka gen insulin. Nalika gen kasebut digunakake, ngasilake luwih akeh insulin. Nanging, para ilmuwan setuju manawa kemungkinan iki isih adoh amarga kerumitan mikrobioma sing dhuwur. Nanging, pasinaon saiki uga bisa duwe sawetara aplikasi ing kontrol hama, nambah wutah tanduran, lan diagnosa penyakit Veterinary. 

Implikasi mikrobioma rekayasa genetika

Implikasi sing luwih akeh babagan rekayasa genetika sukses mikrobioma ing pirang-pirang lingkungan bisa uga kalebu:

• Panliten tambah ing alat panyuntingan gen, kayata CRISPR.
• Mbukak kemungkinan anyar kanggo ngasilake biofuel, panganan, lan produk liyane kanthi nggawe galur bakteri anyar sing luwih cocog kanggo tugas tartamtu.
• Ngurangi panggunaan antibiotik sing target bakteri tanpa pilih kasih. 
• Nambah minat babagan obat lan diagnosis sing dipersonalisasi, ing ngendi perawatan disesuaikan adhedhasar mikrobioma usus wong.
• Potensi risiko ing proliferasi bakteri sing bisa nambah kedadeyan penyakit liyane.

Pitakon sing kudu dipikirake

• Amarga kerumitan microbiome usus manungsa, apa sampeyan mikir yen rekayasa genetika lengkap bisa enggal?
• Sepira larang regane sampeyan prédhiksi aplikasi sing nyebar saka proses kasebut?