RADARPAPUA - Salah satu misteri terbesar dalam ilmu pengetahuan adalah bagaimana molekul-molekul RNA yang mengambang di sup primordial miliaran tahun yang lalu akhirnya berubah menjadi bentuk kehidupan pertama di Bumi. RNA, komponen biologis dasar yang menyimpan informasi genetik dan berfungsi sebagai katalis, menjadi kandidat kuat dalam penelitian mengenai asal-usul kehidupan. Namun, hingga saat ini, para ilmuwan masih belum memahami sepenuhnya bagaimana molekul-molekul ini dapat terbungkus dalam membran yang stabil dan berevolusi menjadi sel hidup.
Sebuah terobosan terbaru dari tim ilmuwan yang dipimpin oleh Aman Agrawal, peneliti pascadoktoral di Pritzker School of Molecular Engineering Universitas Chicago (UChicago PME), memberikan petunjuk baru yang menarik. Penelitian mereka, yang diterbitkan dalam Science Advances, menunjukkan bahwa air hujan bisa menjadi kunci dalam menciptakan lingkungan di mana molekul-molekul RNA dapat berkembang menjadi bentuk kehidupan awal. Tim ini, yang juga terdiri dari peraih Nobel Jack Szostak dan dekan emeritus UChicago PME Matthew Tirrell, menemukan cara bagaimana tetesan RNA purba bisa membentuk lapisan pelindung penting yang mendukung proses evolusi.
Tantangan Evolusi Protocell
Selama ini, para ilmuwan telah lama mempelajari "coacervate droplets" atau tetesan coacervate, yaitu tetesan kecil yang mengandung molekul kompleks seperti protein, lipid, dan RNA. Tetesan ini bertindak seperti minyak yang mengapung di atas air, dan dianggap sebagai calon kuat untuk bentuk protocell, sel paling awal yang mendahului sel-sel modern. Namun, ada satu masalah utama: pertukaran molekul antar tetesan coacervate terjadi terlalu cepat. Jika RNA yang mengandung mutasi berguna terjebak dalam salah satu tetesan ini, RNA tersebut akan dengan cepat bertukar dengan tetesan lain, sehingga semua tetesan menjadi identik. Tidak ada diferensiasi, tidak ada persaingan, dan dengan demikian tidak ada evolusi yang bisa terjadi.
"Jika molekul-molekul terus-menerus bertukar antara tetesan atau sel, semua sel akan terlihat sama dalam waktu singkat, dan tidak akan ada evolusi," kata Agrawal. Hal ini berarti kehidupan tidak mungkin terbentuk tanpa adanya mekanisme yang dapat menstabilkan perbedaan antara tetesan.
Penemuan yang Tidak Disengaja
Agrawal pertama kali mulai meneliti tetesan coacervate dalam air suling selama studi PhD-nya di Universitas Houston. Awalnya, penelitian ini tidak terkait dengan asal-usul kehidupan, melainkan hanya untuk mempelajari perilaku material ini di bawah pengaruh medan listrik. Namun, dalam percakapan spontan dengan Tirrell, sebuah ide menarik muncul: apa yang akan terjadi jika tetesan ini terpapar air hujan purba?
Bersama dengan Szostak, mereka menguji hipotesis ini dengan menggunakan tetesan coacervate yang mengandung RNA dalam air suling. Hasilnya sangat mengejutkan. Ketika tetesan coacervate dipindahkan ke air suling, mereka membentuk dinding tipis yang membatasi pertukaran RNA antar tetesan. Hal ini memungkinkan RNA bertahan cukup lama dalam tetesan, membuka kemungkinan mutasi, persaingan, dan akhirnya, evolusi.
"Dengan stabilisasi ini, tetesan-tetesan dapat mempertahankan informasi genetiknya cukup lama untuk memungkinkan mutasi terjadi, memungkinkan proses evolusi berjalan," jelas Agrawal.
Uji Air Hujan Nyata
Para peneliti tidak hanya puas dengan hasil yang diperoleh dari air laboratorium. Untuk lebih memastikan keakuratan temuan ini, mereka kemudian menguji tetesan coacervate dalam air hujan asli yang dikumpulkan di Houston. Hasilnya tetap sama: dinding meshy terbentuk, memungkinkan RNA untuk berevolusi dalam kondisi yang stabil. Meskipun air hujan di Houston pada abad ke-21 berbeda secara kimiawi dengan air hujan 3,8 miliar tahun yang lalu, percobaan ini memberikan bukti kuat bahwa air hujan dapat memainkan peran penting dalam transisi dari molekul RNA bebas ke bentuk kehidupan pertama.
Menuju Jawaban Asal-Usul Kehidupan
Penelitian ini merupakan langkah besar dalam memahami bagaimana kehidupan mungkin telah terbentuk di Bumi. Meski molekul RNA yang digunakan dalam percobaan hanyalah model, Agrawal percaya bahwa temuan ini akan mengarahkan pada penemuan molekul yang lebih sesuai di masa depan. Walaupun kimia tetesan tersebut mungkin akan sedikit berbeda dari apa yang terjadi miliaran tahun yang lalu, fisika yang mendasarinya tetaplah sama.
"Dengan penelitian ini, kita selangkah lebih dekat untuk memahami bagaimana molekul-molekul kehidupan awal bisa berkembang menjadi sel-sel pertama," ujar Agrawal.
Penelitian ini menunjukkan bagaimana kolaborasi lintas disiplin antara insinyur dan ahli biologi dapat memberikan wawasan baru yang luar biasa. Meskipun pertanyaan mengenai asal-usul kehidupan masih banyak yang belum terjawab, temuan ini membawa kita lebih dekat dari sebelumnya untuk mengungkap misteri terbesar dari semua: bagaimana kehidupan bermula. (aj)
Editor : Richard Lawongan