Ketika Anda membeli melalui tautan di artikel kami, Future dan mitra distribusi dapat mendapatkan komisi.
Para ilmuwan membawa bakteri dan phage, virus yang menular bakteri, ke dalam ISS untuk mempelajari evolusi mereka.
Bakteri dan virus yang menjangkiti mereka, yang disebut phage, terlibat dalam perlombaan senjata evolusi, namun penelitian yang dilakukan di atas Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) menunjukkan bahwa evolusi ini mengikuti lintasan yang berbeda ketika pertempuran terjadi dalam microgravity.
Saat bakteri dan phage mundur, bakteri mengembangkan mekanisme pertahanan yang lebih baik untuk bertahan hidup, sementara phage mengembangkan cara baru untuk menembus pertahanan tersebut.Studi baru ini diterbitkan pada 13 Januari di jurnal Biologia PLOS, menjelaskan bagaimana konflik ruang ini terjadi dan mengungkapkan wawasan yang dapat membantu kita merancang obat yang lebih baik untuk bakteri tahan antibiotik di Bumi.
Dalam penelitian ini, para peneliti membandingkan populasi E. coli dengan phage yang dikenal sebagai T7.
Analisis sampel dari stasiun ruang angkasa menunjukkan bahwa mikrogravitasi secara fundamental mengubah tingkat dan sifat infeksi oleh phage.
Meskipun phages masih dapat menginfeksi dan membunuh bakteri di luar angkasa secara efektif, prosesnya memakan waktu lebih lama daripada sampel di Bumi. Penelitian sebelumnya, para peneliti yang sama menghipnotis bahwa siklus infeksi di microgravity akan lebih lambat karena cairan tidak bercampur dengan baik di microgravity seperti di gravitasi Bumi.
“Studi baru ini mengkonfirmasi hipotesis dan harapan kita”, kata penulis utama studi itu, Srivatsan Ramana, Associate Professor di Departemen Biokimia di Universitas Wisconsin-Madison.
Di bumi, cairan yang hidup bakteri dan virus terus diganggu oleh gravitasi– air panas naik, air dingin turun, dan partikel berat ditempatkan di dasar bumi. Hal ini menyebabkan semuanya bergerak dan bertabrakan satu sama lain.
Tidak ada kebingungan di ruang angkasa, semuanya hanya mengambang. Karena bakteri dan phage tidak sering bertemu, phage harus beradaptasi dengan kecepatan hidup yang jauh lebih lambat dan menangkap bakteri yang lebih efisien.
Para ahli percaya bahwa pemahaman tentang cara evolusi fagi alternatif ini dapat membantu mereka mengembangkan terapi fagi baru.
Jika kita bisa menentukan apa yang dilakukan phages pada tingkat genetik untuk beradaptasi dengan lingkungan mikrogravitasi, kita bisa menerapkan pengetahuan itu pada eksperimen dengan bakteri tahan, katanya.
Sequencing genome lengkap mengungkapkan bahwa baik bakteri dan phage di ISS telah mengumpulkan mutasi genetik yang berbeda yang tidak terlihat pada sampel di Bumi. Virus ruang angkasa telah mengumpulkan mutasi spesifik yang meningkatkan kemampuan mereka untuk menginfeksi bakteri serta kemampuan mereka untuk mengikat reseptor bakteri. Pada saat yang sama, coli E. mengembangkan mutasi yang melindungi terhadap serangan phage misalnya, mengubah reseptor mereka dan meningkatkan kelangsungan hidup mereka dalam mikrogravitasi.
Para peneliti kemudian menggunakan teknik yang disebut deep mutational scan untuk memeriksa perubahan pada protein yang mengikat reseptor virus. Mereka menemukan bahwa adaptasi yang dihasilkan dari lingkungan ruang yang unik dapat memiliki aplikasi praktis di negara ini.
Ketika phages dibawa kembali ke Bumi dan diuji, perubahan yang disesuaikan dengan ruang dalam protein ikatan reseptor mereka menghasilkan peningkatan aktivitas terhadap E. coli yang biasanya menyebabkan infeksi saluran kemih.
“Ini adalah penemuan yang tak terduga”, kata Raman. “Kami tidak berharap phages (mutan) yang kami identifikasi di ISS membunuh patogen di Bumi”.
Sejarah yang Berhubungan
Penelitian awal menunjukkan bahwa antibiotik yang disembunyikan dari mata semua orang dapat mengobati infeksi berbahaya
Seberapa cepat resistensi antibiotik bisa berkembang?
“Résistansi antibiotik membuat obat-obatan yang dulu menyelamatkan nyawa tidak berguna.
“Hasil ini menunjukkan bagaimana ruang dapat membantu kita meningkatkan aktivitas terapi fagis”, katanya. Charlie Mop, asisten profesor di Departemen Bakteriologi Universitas Wisconsin-Madison, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
Namun, Mo menambahkan, untuk mencapai hasil ini, kita harus mempertimbangkan biaya mengirim pegas ke luar angkasa atau simulasi mikrogravitasi di Bumi.
Selain membantu memerangi infeksi pada pasien di Bumi, penelitian dapat membantu mengembangkan terapi phage yang lebih efektif untuk digunakan dalam microgravity, saran Mo. Ini bisa menjadi penting bagi kesehatan para astronot selama misi ruang angkasa jangka panjang misalnya, misi ke Bulan atau Mars atau beristirahat lama di ISS.
