Berabad-abad jadi Misteri, Para Peneliti akhirnya Ungkap Cara Bakteri Bergerak

Peneliti dari Fakultas Kedokteran University of Virginia, Amerika Serikat telah mengungkapkan sebuah misteri yang selama puluhan tahun belum terpecahkan yaitu tentang bagaimana E. coli dan bakteri lainnya dapat bergerak.

Tim peneliti menjelaskan bakteri bergerak dengan mendorong tubuhnya ke depan dan melingkarkan lapisan luar panjang seperti benang menjadi bentuk pembuka botol yang bertindak sebagai baling-baling atau yang disebut dengan propeller darurat.

Akan tetapi, bagaimana cara tepatnya mereka melakukan ini sempat membingungkan para ilmuwan. Hal ini disebabkan terutama karena propeller itu terbuat dari satu protein.

Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Edward H. Egelman, PhD dari UVA, seorang pemimpin di bidang mikroskopi cryo-elektron berteknologi tinggi (cryo-EM), telah memecahkan kasus ini.

Para peneliti menggunakan sebuah mikroskop canggih yang dikenal dengan cryo-EM dan memanfaatkan pemodelan komputer untuk mengungkapkan apa yang tidak dapat dilihat oleh mikroskop tradisional berupa struktur aneh baling-baling ini pada tingkat atom individu.

"Sementara model yang telah ada selama 50 tahun ini memperlihatkan bagaimana filamen dapat melingkar secara teratur, sekarang kami telah menentukan struktur filamen ini dalam detail atom," kata Egelman, peneliti dari Departemen Biokimia dan Genetika Molekuler University of Virginia seperti dilansir dari halaman resmi universitas itu.

Egelman mengatakan penelitiannya dapat memberikan pemahaman baru dan membantu untuk membuka jalan bagi teknologi yang didasarkan pada baling-baling mini.

Bakteri yang berbeda memiliki satu atau banyak pelengkap yang dikenal sebagai flagel. Sebuah flagel terbuat dari ribuan sub-unit, tetapi semua sub-unit ini memiliki banruk yang sama persis. "Sebagian orang berpikir ekor seperti itu akan lurus, atau paling tidak sedikit fleksibel, tetapi justru akan membuat bakteri tidak dapat bergerak,:" ujarnya.

Hal itu, kata Egelman, disebabkan karena bentuk lingkaran tersebut tidak dapat menghasilkan daya dorong, sehingga dalam prosesnya dibutuhkan sebuah baling-baling yang berputar seperti pembuka botol untuk mendorong bakteri ke depan.

Seperti dilansir dari Science Daily,  Selasa (4/9) para ilmuwan menamakan proses pembentukan ini sebagai supercoiling. Setelah lebih dari lima dekade, hal ini menandai keberhasilan para ilmuwan mengungkap dan  memahami bagaimana bakteri dapat bergerak.

Diketahui sebelumnya bahwa baling-baling pada bakteri sangat berbeda dari baling-baling serupa yang digunakan oleh organisme bersel satu yang disebut archaea. Archaea ditemukan di beberapa lingkungan paling ekstrem di Bumi. Seperti misalnya di kolam asam yang hampir mendidih, dasar lautan, dan deposit minyak bumi jauh di dalam tanah.

Egelman dan rekannya menggunakan cryo-EM untuk memeriksa flagela dari satu bentuk archaea, Saccharolobus islandicus. Mereka menemukan bahwa protein yang membentuk flagelnya ada di 10 bagian yang berbeda. Meskipun detailnya sangat berbeda dari apa yang para peneliti lihat pada bakteri, hasilnya sama, dengan filamen yang membentuk pembuka botol biasa.

Mereka memberi kesimpulan bahwa ini adalah contoh "evolusi konvergen" ketika alam mencapai solusi serupa melalui cara yang sangat berbeda. Ini menunjukkan bahwa meskipun bakteri dan baling-baling archaea serupa dalam bentuk dan fungsi, organisme mengembangkan sifat-sifat itu secara mandiri.

"Seperti halnya semua burung, kelelawar, dan lebah, yang memiliki sayap dan berevolusi secara independen untuk terbang, evolusi bakteri dan archaea telah berkumpul pada solusi yang sama untuk berenang di keduanya," kata Egelman.

"Sejak struktur biologis ini muncul di Bumi miliaran tahun yang lalu, 50 tahun untuk memahaminya mungkin tidak terasa lama," tutupnya. (M-3)