Bagaimana Parasit Archaea Mengubah Inangnya Dari Dalam ke Luar

Ahli mikrobiologi dari NIOZ telah menemukan bahwa mikroba parasit tertentu, khususnya kelompok yang dikenal sebagai DPANN archaea, tidak hanya memakan inangnya tetapi juga mengubah metabolisme dan biologinya. Studi mereka mengungkapkan bahwa archaea secara selektif mengonsumsi lipid tertentu dari inangnya, sehingga berpotensi menyebabkan inang mengubah proses metabolismenya.

Tim peneliti, yang meliputi Su Ding, Joshua Hamm, Nicole Bale, Jaap Damsté, dan Anja Spang, mempublikasikan temuan ini baru-baru ini. Komunikasi Alam artikel.

Memahami Archaea

Archaea adalah sekelompok organisme bersel tunggal yang, seperti bakteri, tidak memiliki inti DNA, atau organel lain di dalam sel. Penelitian ini berfokus pada DPANN archaea yang memiliki ciri ukuran sel kecil dan materi genetik terbatas. Archaea ini bergantung pada mikroba lain untuk bertahan hidup, menempel pada mikroba tersebut dan mengekstrak lipid untuk membangun membran selnya sendiri.

Pemberian Makan Selektif

Bertentangan dengan keyakinan sebelumnya bahwa parasit archaeal ini tanpa pandang bulu mengonsumsi lipid apa pun dari inangnya untuk diambil membrannya, temuan terbaru oleh Ding dan Hamm menunjukkan perilaku yang lebih selektif. Khususnya, archaeon parasit calon Nanohaloarchaeum antarcticus secara selektif hanya menggabungkan lipid tertentu dari inangnya, Halo danau yang dalam. Hamm merangkum, “Dengan kata lain: Ca. N. antarcticus adalah orang yang pilih-pilih makanan.”

Archaea, Bakteri dan Organisme Tingkat Tinggi

Archaea adalah organisme bersel tunggal yang telah lama diyakini sebagai kelompok bakteri tertentu. Mirip dengan bakteri, mereka tidak memiliki inti dengan DNA, atau organel lain di dalam selnya. Namun, mulai tahun 1970-an, ahli mikrobiologi tidak lagi menganggap bakteri archaea, namun mengklasifikasikannya sebagai domain terpisah dalam semua bentuk kehidupan. Jadi, sekarang kita punya archaea, bakteri, dan eukariota, termasuk semua hewan dan tumbuhan, yang memiliki inti dengan materi genetik di dalam selnya.

Adaptasi Inang terhadap Aktivitas Parasit

Dengan menganalisis lipid inang dengan dan tanpa parasit, Ding dan Hamm mampu menunjukkan bahwa inang beradaptasi terhadap keberadaan parasit dengan mengubah membrannya. Hal ini melibatkan perubahan jenis dan jumlah lipid yang digunakan, serta memodifikasi lipid untuk mengubah perilakunya, yang mengarah pada peningkatan metabolisme dan membran yang lebih tangguh sehingga lebih sulit ditembus oleh parasit. Menurut Hamm, hal tersebut bisa berdampak serius bagi tuan rumah. “Jika membran inang berubah, hal ini dapat berdampak pada cara inang merespons perubahan lingkungan, misalnya suhu atau keasaman,” jelasnya.

Contoh lain dari parasit Ca. No. antarcticus menempel pada inangnya, Hrr. lacusprofundi. Kredit: Joshua N Hamm

Teknik Analisis Revolusioner

Aspek terobosan lain dari penelitian ini adalah pengembangan teknik analisis baru oleh Su Ding di NIOZ. Sebelumnya, analisis lipid memerlukan pengetahuan sebelumnya tentang kelompok lipid yang akan dijadikan sasaran. Teknik baru Ding memungkinkan pemeriksaan semua lipid secara bersamaan, termasuk jenis yang tidak diketahui, sehingga memfasilitasi penemuan perubahan komposisi lipid. “Kami mungkin tidak akan bisa melihat perubahan lipid jika kami menggunakan pendekatan klasik, namun pendekatan baru membuatnya lebih mudah,” kata Hamm.

Implikasi terhadap Ekologi Mikroba

Temuan ini menawarkan wawasan mendalam tentang interaksi mikroba dan ekologi. “Ini tidak hanya menyoroti interaksi antara berbagai archaea; ini memberikan wawasan baru mengenai dasar-dasar ekologi mikroba,” kata Hamm. Dia menekankan pentingnya penelitian di masa depan untuk menentukan bagaimana interaksi ini dapat mempengaruhi stabilitas komunitas mikroba dalam kondisi lingkungan yang berubah.

Referensi: “Perekrutan lipid selektif oleh simbion DPANN archaeal dari inangnya” oleh Su Ding, Joshua N. Hamm, Nicole J. Bale, Jaap S. Sinninghe Damsté dan Anja Spang, 22 April 2024, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038/s41467-024-47750-2