Bakteri yang Terinspirasi dari Film Star Wars Memberi Petunjuk tentang Nenek Moyang Mitokondria

 

Sabtu, 10 Desember 2011 - "Hasil studi kami menunjukkan bahwa nenek moyang mitokondria mungkin memainkan peran lebih aktif dalam interaksi awal dengan inang eukariotik dibanding yang diperkirakan sebelumnya."

---

Bakteri yang namanya terinspirasi dari film Star Wars telah memberi petunjuk baru tentang evolusi sel-sel kita dan bagaimana sel-sel ini bisa memiliki unit penghasil-energi penting yang disebut mitokondria.

Para penelitian Universitas Sydney meneliti bakteri Midichloria mitochondrii – nama yang terinspirasi dari mikroba dalam film Star Wars yang disebut Midi-chlorians, yang hidup dalam sel dan memberikan kekuatan mistis yang dikenal sebagai Force. Penelitian ini telah mengungkapkan bahwa mitokondria mungkin telah memasuki sel-sel kita meskipun bakteri parasit ini menggunakan ekor untuk berenang dan bisa bertahan dengan nyaris tanpa oksigen.

Hasil studi ini, yang dipublikasikan dalam Molecular Biology and Evolution edisi bulan ini, bertentangan dengan penjelasan tradisional tentang bagaimana nenek moyang mitokondria pertama kali memasuki sel-sel kita antara satu setengah dan dua miliar tahun yang lalu. Hal ini juga menyoroti pada proses yang dikenal sebagai salah satu transisi penting dalam sejarah kehidupan di bumi.

“Hasil studi kami menantang paradigma – yang ditampilkan di setiap buku pelajaran biologi – bahwa mitokondria merupakan bakteri pasif yang dilahap oleh sel primordial,” kata rekan penulis Dr. Nathan Lo dari Sekolah Ilmu Biologi Universitas Sydney.

“Kami telah menemukan sebaliknya bahwa nenek moyang mitokondria kemungkinan besar memiliki flagela, sehingga mampu bergerak, dan mungkin bertindak sebagai parasit, bukan mangsa, pada sel eukariotik awal,” tambah Dr. Lo, yang berkolaborasi dengan para ilmuwan dari Italia dan Spanyol dalam penelitian ini.

Eukariota mencakup semua bentuk kehidupan hewan dan tumbuhan di bumi yang lebih kompleks daripada bakteri. Mereka berbeda dari bentuk kehidupan sederhana karena sel-sel mereka memiliki inti maupun mitokondria, seperti baterai kecil yang menghasilkan energi untuk sel.

“Bagaimana sel-sel eukariotik berevolusi tetap menjadi salah satu masalah yang paling membingungkan dalam biologi,” kata Dr. Lo.

“Mitokondria sebenarnya merupakan bakteri dengan set DNA mereka sendiri, yang berada dalam sel kita ini. Telah lama diduga bahwa kekerabatan ini berkembang ketika sel eukariotik purba menelan nenek moyang mitokondria.

“Tapi masih ada misteri di seputar pertanyaan tentang bagaimana sebenarnya nenek moyang mitokondria ditelan, dan bagaimana bertahan dalam atmosfer yang kurang oksigen pada awal kehidupan eukariotik.”

Untuk mencari petunjuknya, Dr. Lo dan para kolaborator mempelajari Midichloria mitochondrii – bakteri yang mereka temukan pada tahun 2004 dan berhasil memperoleh izin dari sutradara George Lucas untuk nama dari Star Wars setelah Midi-chlorians. M. mitochondrii berasal dari keluarga Rickettsiales, dianggap sebagai kerabat yang paling dekat dengan nenek moyang mitokondria.

“Kami mempelajari M. mitochondrii karena genomnya belum pernah dianalisis dan karena satu-satunya bakteri yang diketahui dapat masuk ke dalam mitokondria pada sel-sel hidup,” kata Dr. Lo.

Setelah menentukan urutan DNA dari seluruh genom M. mitochondrii, Dr. Lo dan para kolaborator menemukan bahwa bakteri ini mengandung 26 sandi gen untuk seluruh flagel – termasuk semua komponen utama seperti hook, filamen dan basal.

Ia juga menemukan set gen kedua yang dikodekan untuk enzim yang memungkinkan bakteri bertahan hidup dalam lingkungan rendah oksigen. Gen ini belum pernah terlihat sebelumnya dalam kerabat bakteri mitokondria.

Dr. Lo mengatakan: “Kami menemukan dua set gen yang diwarisi dari nenek moyang bersama M. mitochondrii dan mitokondria kita. Nenek moyang mitokondria paling mungkin memiliki sebuah flagela, yang merupakan karakteristik utama dari kebanyakan bakteri parasit.

“Hasil studi kami menunjukkan bahwa nenek moyang mitokondria mungkin memainkan peran lebih aktif dalam interaksi awal dengan inang eukariotik dibanding yang diperkirakan sebelumnya. Mereka juga menjelaskan bagaimana kekerabatan itu bisa berevolusi dalam lingkungan rendah oksigen pada dua miliar tahun yang lalu.

“Ini memerlukan pemikiran ulang tentang bagaimana sel-sel simbiosis antara mitokondria dan eukariotik awalnya berkembang – salah satu topik yang paling kontroversial dalam biologi.”

Kredit: Universitas Sydney
Jurnal: Davide Sassera, Nathan Lo, Sara Epis, Giuseppe D’Auria, Matteo Montagna, Francesco Comandatore, David Horner, Juli Peretó, Alberto Maria Luciano, Federica Franciosi, Emanuele Ferri, Elena Crotti, Chiara Bazzocchi, Daniele Daffonchio, Luciano Sacchi, Andres Moya, Amparo Latorre, Claudio Bandi. Phylogenomic Evidence for the Presence of a Flagellum and cbb3 Oxidase in the Free-Living Mitochondrial Ancestor. Molecular Biology and Evolution, (2011) 28 (12): 3285-3296. DOI: 10.1093/molbev/msr159

Sumber: www.faktailmiah.com