Pada bulan Maret 2020, Tagide deCarvalho melihat sesuatu yang benar-benar aneh – sesuatu yang menurutnya belum pernah dilihat oleh ilmuwan lain: sebuah virus dengan virus lain yang lebih kecil menempel di “lehernya”. Latar belakang keterikatan viral ini seperti kelas master tentang betapa liar dan anehnya biologi.
Kedua mikroba tersebut adalah bakteriofag, virus yang menginfeksi bakteri, yang diambil dari gumpalan tanah di Poolesville, Md. Bakteriofag, juga disebut fag, adalah salah satu organisme yang paling melimpah di Bumi. Ada jutaan dalam satu gram kotoran.
Berlangganan buletin The Post Most untuk mendapatkan cerita paling penting dan menarik dari The Washington Post.
Namun dengan mikroskop khusus yang menggunakan berkas elektron untuk menangkap gambar, deCarvalho menyaksikan momen yang benar-benar aneh – seperti seorang fotografer satwa liar yang menangkap perilaku hewan yang tidak diantisipasi oleh siapa pun.
“Saya dapat melihat ratusan dari mereka memasang benda kecil ini di lehernya, dan itu jelas bukan suatu kebetulan,” kata deCarvalho, yang mengelola Fasilitas Pencitraan Keith R. Porter di Universitas Maryland di Baltimore County. “Kita tahu bahwa virus dapat melakukan hal-hal menakjubkan dan menarik. Namun ini hanyalah hal baru yang tidak dapat diprediksi oleh siapa pun yang akan kita lihat.”
Dalam penelitian terbaru di Journal of International Society for Microbial Ecology, deCarvalho dan rekannya menjelaskan bagaimana kemungkinan terjadinya pasangan virus yang aneh. Virus kecil, yang disebut MiniFlayer, kehilangan kemampuan untuk membuat salinan dirinya sendiri di dalam sel, yang merupakan cara virus berkembang biak. Jadi evolusi merancang solusi yang cerdas dan bersifat parasit. MiniFlayer mengambil keuntungan dari virus lain, yang disebut MindFlayer, dengan mencengkeram lehernya, dan ketika mereka memasuki sel bersama-sama, MiniFlayer menggunakan mesin genetik rekannya untuk berkembang biak.
Apakah itu sebuah pelukan? Sebuah cengkeraman? DeCarvalho membandingkan hubungan tersebut dengan menumpang yang viral. Kolaboratornya, Ivan Erill, ahli biologi komputasi di UMBC, mengibaratkannya seperti vampir yang menancapkan giginya ke mangsanya. Ini bukan analogi yang sempurna, tapi dia mencatat bahwa terkadang, ketika mereka menemukan MindFlayer sendirian, mereka dapat menemukan “bekas gigitan” di mana sulur MiniFlayer terpasang.
“Virus bisa melakukan apa saja. Mereka adalah kekuatan alam yang paling kreatif,” kata Erill. “Jika ada kemungkinan, mereka akan menemukan cara untuk melakukannya. Tapi tidak ada yang menyangka mereka akan melakukan hal seperti ini.”
Alam semesta virus yang aneh
Penemuan ini dimulai dengan kelas sarjana yang dirancang untuk mengajarkan teknik dasar laboratorium kepada siswa, meminta mereka mengisolasi fag dari sampel tanah dan mempelajarinya menggunakan genetika. DeCarvalho telah mengerjakan program ini selama tujuh tahun dan mengatakan bahwa bagi banyak siswa, melihat fag adalah momen yang menyenangkan, seperti saat orang tua melihat USG janin untuk pertama kalinya.
Dalam kasus ini, mahasiswa sarjana Jenell Lewis dan Hira Ahmed mengisolasi dan menamai fag mereka MindFlayer pada tahun 2019. Namun pengurutan genom memberikan hasil yang membingungkan, menunjukkan adanya semacam kontaminasi. Ketika deCarvalho melihatnya dengan mikroskop, dia melihat bukan hanya satu fag, tapi dua.
“Virosfer”, sebagaimana para ilmuwan menyebut alam semesta virus yang aneh, diketahui mengandung unsur-unsur yang disebut “satelit” yang telah kehilangan kemampuannya untuk bereplikasi di dalam sel. Biasanya satelit mengatasi kekurangan ini dengan mengintegrasikan ke dalam genom sel yang mereka infeksi. Mereka mengintai di sana sampai virus lain, “penolong” yang memiliki bahan-bahan yang hilang, memasuki sel. Satelit kemudian mengambil kesempatan untuk membuat salinan dirinya sendiri.
MiniFlayer adalah satelit, tetapi tidak seperti versi umumnya, MiniFlayer tidak memiliki kemampuan untuk bersembunyi di dalam sel. Hal ini menimbulkan teka-teki: Bagaimana memastikan ia masuk ke dalam sel bersama pembantunya pada saat yang bersamaan.
“Apa yang dilakukan virus ini adalah, oke, saya akan menempel pada penolong saya, menempel pada lehernya – dan bepergian dengan penolong saya sampai kami menemukan sel baru,” kata Erill.
Hal ini setara dengan mata pelajaran mikrobiologi, di mana taktik seperti pembajakan dan pembajakan molekuler telah diasah selama jutaan tahun evolusi. Jumlah bakteri jauh lebih sedikit dibandingkan predator virusnya, sehingga menempatkan mereka dalam perlombaan senjata evolusioner yang sedang berlangsung. Bakteri mengembangkan pertahanan, dan fag virus mengembangkan strategi pertahanan balasan. Fag menjadi parasit bagi fag lain.
Para peneliti tertarik menggunakan fag, predator alami bakteri, sebagai obat. Terapi fag dapat digunakan untuk menargetkan infeksi berbahaya, sebuah pendekatan yang bisa menjadi lebih penting karena bakteri yang kebal antibiotik telah menjadi ancaman yang semakin besar.
Terje Dokland, seorang profesor mikrobiologi di Universitas Alabama di Birmingham yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan pengamatan terhadap dua fag yang menempel “menarik” tetapi memerlukan lebih banyak gambar dan penelitian untuk menarik kesimpulan yang lebih kuat tentang interaksi tersebut, dan untuk mencari tahu apakah kedua virus tersebut benar-benar merupakan sel koinfeksi.
Para penulis berharap dapat berkolaborasi dengan kelompok yang menggunakan bentuk mikroskop elektron yang berbeda untuk memahami apa yang terjadi dengan lebih jelas. Tidak seperti vampir, deCarvalho menunjukkan, MiniFlayer tidak menyedot sesuatu dari MindFlayer.
“Kami tidak tahu apakah satelit tersebut menyuntikkan DNA-nya ke dalam helper atau apakah ia hanya menumpang dan kemudian jatuh, seperti kutu,” kata deCarvalho. “Mudah-mudahan orang lain akan mengambil pekerjaan ini dan menemukan pertanyaan yang sangat menarik.”
Konten Terkait
Serangan pesawat tak berawak Israel di Jenin menandakan strategi baru, yang berisiko menimbulkan serangan balasan dari militan
