Para ilmuan dari Universitas Nottingham memimpin sebuah proyek
penelitian ambisius untuk mengembangkan sel biologi in vivo yang setara
dengan sistem operasi komputer.
Kesuksesan proyek ini menciptakan sel yang dapat diprogram ulang dapat merevolusi biologi sintetis
dan akan memberi jalan para ilmuan menciptakan bentuk kehidupan yang
sepenuhnya baru dan berguna menggunakan pendekatan yang relatif bebas
hambatan.
Professor Natalio Krasnogor
dari Sekolah Ilmu Komputer Universitas tersebut, yang memimpin Tim
Penelitian Sistem Kompleks dan Komputasi Lintas Disiplin, mengatakan:
“Kami melihat penciptaan sebuah sel yang setara dengan sistem operasi
komputer ini sedemikian hingga sekelompok sel dapat diprogram ulang
untuk melakukan fungsi apapun tanpa butuh modifikasi pada hardwarenya.”
“Kami
bicara tentang tujuan yang sangat ambisius membawa pada terobosan dasar
yang akan – pada akhirnya, memungkinkan kita dengan cepat membuat
prototipe, mengimplementasi, dan menurunkan entitas hidup yang
sepenuhnya baru dan tidak ada di alam, mengadaptasi mereka sehingga
mereka memberikan fungsi baru yang bermanfaat.”
Teknologi
pengubah permainan ini dapat mempercepat penelitian dan pengembangan
Biologi Sintesis, yang berhubungan dengan banyak penerapan – dari
pembuatan sumber makanan baru dan solusi lingkungan baru hingga sejumlah
terobosan medis baru seperti obat yang dirancang untuk pasien
individual dan pertumbuhan organ baru untuk pasien transplan.
Proyek
lintas disiplin ini, didanai dengan beasiswa kepemimpinan untuk
Professor Krasnogor senilai lebih dari £1 juta dari Engineering and
Physical Sciences Research Council (EPSRC), melibatkan ilmuan komputer,
ahli biologi, dan kimiawan dari Nottingham serta kolega akademis dari
universitas lain di Skotlandia, Amerika Serikat, Spanyol, dan Israel.
Proyek ini - Towards a Biological Cell Operating System (AUdACiOuS)
– berusaha melebihi biologi sistem – ilmu dibalik memahami bagaimana
organisme hidup bekerja – untuk memberi para ilmuan kekuatan untuk
menciptakan sistem biologis. Para ilmuan akan mulai bekerja berusaha
membuat bakteri e.coli jauh lebih mudah diprogram.
Professor
Krasnogor menambahkan: “ EPSRC Leadership Fellowship ini akan membuat
saya mentransfer keahlian saya dalam Ilmu Komputer dan informatika ke
laboratorium basah.”
“Saat ini, tiap
kali kita membutuhkan sel yang akan melakukan fungsi baru tertentu kami
harus menciptakannya ulang dari rongsokan yang merupakan proses panjang
dan penuh kerja keras. Sebagian besar orang berpikir yang cukup kami
lakukan adalah memodifikasi perilaku DNA sel namun tidak sesederhana itu
– kami biasanya mendapatkan perilaku yang salah dan kami harus kembali
mengulang lagi. Bila kami berhasil dengan proyek AUdACiOuS ini, dalam
waktu lima tahun, kami akan memprogram sel bakteri di komputer dan
mengkompilasi serta menyimpan programnya dalam sel baru ini sehingga
mereka dapat siap menjalankannya.”
“Seperti sebuah komputer, kami mencoba menciptakan sistem operasi dasar untuk sebuah sel biologi.”
Diantara
tantangan paling mendasar yang dihadapi para ilmuan adalah
mengembangkan model komputer baru yang lebih akurat memprediksi perilaku
sel di laboratorium.
Para ilmuan
dapat siap memprogram sel individual untuk menyelesaikan tugas tertentu
namun memperbesarnya ke organisme yang lebih besar itu sulit.
Pembuatan
program model komputer yang memuaskan dan sel yang dapat diprogram
untuk mengisi fungsi apapun tanpa harus kembali ke papan gambar tiap
kali dapat membuang pendekatan trial error yang saat ini digunakan dan memungkinkan penelitian biologi sintesis mengambil langkah maju yang penting.
Teknologi
ini dapat digunakan dalam sejumlah besar penerapan dimana mampu
memodifikasi perilaku organisme dapat bermanfaat. Dalam jangka panjang,
hal ini mencakup pembentukan mikroorganisme baru yang dapat membantu
membersihkan lingkungan misalnya dengan menangkap karbon dari bahan bakar fosil
yang terbakar atau membuang limbang, misalnya arsenik dari sumber air.
Selain itu, efektivitas obat dapat ditingkatkan dengan merancangnya
sesuai kebutuhan pasien secara pribadi untuk memaksimalkan pengaruh obat
dan mengurangi efek samping yang berbahaya.
Rekan
dalam proyek ini adalah Universitas Nottingham dan Universitas
Edinburgh di Inggris; Arizona State University, Massachusetts Institute
of Technology, Michigan State University, New York University,
University of California Santa Barbara, University of California, San
Francisco di Amerika Serikat; Centro Nacional de Biotecnologia di
Spanyol; dan Weizmann Institute of Science di Israel.
Sumber berita:
