Mengungkap Misteri TARDIS – RisalePos.com

- Redaksi

Sabtu, 3 Februari 2024

facebook twitter whatsapp telegram line copy

URL berhasil dicopy

facebook icon twitter icon whatsapp icon telegram icon line icon copy

URL berhasil dicopy

Penelitian Koen Martens berfokus pada pemahaman kecepatan dan efisiensi mekanisme perbaikan DNA dalam tubuh manusia. Pengembangan perangkat lunak TARDIS yang dilakukannya telah secara signifikan meningkatkan kemampuan untuk mempelajari proses-proses ini sebagai respons terhadap kerusakan akibat sinar UV. Kredit: SciTechDaily.com

Peneliti Universitas Bonn merancang metode untuk mempercepat pengamatan proses mikrobiologi dengan throughput tinggi.

Mampu mengamati mikroorganisme dan komponen selulernya adalah kunci untuk memahami proses mendasar yang terjadi di dalam sel—dan dengan demikian berpotensi mengembangkan pengobatan medis baru. Ahli mikrobiologi dan biofisika dari Universitas Bonn dan Universitas Wageningen dan Penelitian kini telah mengembangkan metode yang membuat proses throughput tinggi untuk mengamati molekul lima kali lebih cepat, sehingga memungkinkan untuk memperoleh wawasan tentang fungsi seluler yang sampai sekarang belum diketahui.

Kerusakan dan Perbaikan DNA

Jika kulit kita terlalu lama terkena sinar UV, misalnya sinar matahari, maka dapat menyebabkan mutasi pada diri kita DNA, yang berpotensi menyebabkan kanker. Namun tubuh manusia memiliki mekanisme pertahanan yang dapat digunakan.

“Kerusakan pada DNA kita mengaktifkan molekul yang memperbaikinya dengan cepat, idealnya sebelum sel membelah dan kerusakan menyebar,” jelas Koen Martens dari Institut Mikrobiologi dan Bioteknologi di Universitas Bonn. Namun tidak ada yang tahu pasti seberapa cepat fungsi perbaikan seluler ini bekerja, sesuatu yang kini ingin diketahui Martens.

Tantangan dalam Melacak Perbaikan DNA

Namun hal ini lebih mudah diucapkan daripada dilakukan, karena metode yang digunakan saat ini tidak cukup ampuh untuk melacak setiap molekul secara akurat. “Pelacakan partikel tunggal melibatkan penandaan molekul dengan cahaya neon, menjadikannya semacam bola lampu,” jelas Koen Martens. “Kami kemudian mengambil ratusan foto per detik menggunakan mikroskop resolusi tinggi. 'Bola lampu' kita menerangi molekul dalam kegelapan sel, memungkinkan kita mengamatinya dan melacak pergerakannya dari waktu ke waktu. Hal ini memungkinkan kami mengukur difusinya dan bagaimana ia berinteraksi dengan komponen seluler lainnya.”

Koen Martens dari Institut Mikrobiologi dan Bioteknologi di Universitas Bonn sedang mengerjakan mikroskop fluoresensi resolusi super yang dibuat khusus yang ia gunakan untuk penyelidikannya. Kredit: Volker Lannert/Universitas Bonn

Dengan melihat jarak antar molekul dan jarak tempuh molekul dari satu foto ke foto lainnya, peneliti dapat mengetahui apakah partikel tersebut bergerak bebas di dalam sel atau berinteraksi dengan molekul lain. Mengenai perbaikan DNA, hal ini menunjukkan kapan enzim sedang melakukan pekerjaan perbaikannya—yaitu, ketika enzim berinteraksi dengan DNA—dan ketika enzim sedang “idle”, yaitu berdifusi bebas di dalam sel.

Namun, metode ini memiliki satu kelemahan: “Sulit untuk melacak beberapa molekul secara bersamaan,” jelas Martens. “Saat jalurnya bersilangan atau terlalu berdekatan, Anda akan melihat dua bola lampu menyatu. Maka mustahil untuk mengidentifikasi pergerakan mereka.”

Oleh karena itu, hingga saat ini, ahli mikrobiologi harus mempelajari molekul satu per satu dalam proses yang memakan waktu terlalu lama untuk mengamati molekul perbaikan DNA “sedang bekerja”. Faktanya, pelacakan satu partikel saat ini membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan proses perbaikan itu sendiri.

Kemajuan dalam Penelitian Molekuler

Untuk mengatasi masalah tersebut, Koen Martens telah menciptakan perangkat lunak untuk mempercepat proses dengan throughput tinggi. TARDIS (kependekan dari “relative distance temporal analysis”) melakukan analisis menyeluruh terhadap jarak antar lokasi, yaitu posisi molekul di setiap foto, dengan jeda waktu yang semakin lama. Alih-alih berfokus pada titik-titik individual seperti sebelumnya, dia melihat seluruh rangkaian gerakan di dalam sel dan memeriksa semua molekul secara bersamaan. “TARDIS membuat proses pengukuran setidaknya lima kali lebih cepat tanpa kehilangan informasi apa pun,” kata Martens dengan semangat.

Ini berarti dia sekarang dapat mencurahkan perhatiannya pada sisa proyek penelitiannya, menggunakan TARDIS untuk mempelajari proses yang terlibat dalam perbaikan DNA secara lebih rinci. “Saya sangat tertarik untuk menyelidiki seberapa mudah atau sulitnya memperbaiki jenis kerusakan tertentu dan seberapa parah kerusakan DNA akibat radiasi UV atau bahan kimia dalam dosis tertentu.”

Referensi: “Analisis temporal jarak relatif (TARDIS) adalah alternatif yang kuat dan bebas parameter untuk pelacakan partikel tunggal” oleh Koen JA Martens, Bartosz Turkowyd, Johannes Hohlbein dan Ulrike Endesfelder, 15 Januari 2024, Metode Alami.
DOI: 10.1038/s41592-023-02149-7

Wageningen University & Research terlibat dalam penelitian ini bersama dengan Universitas Bonn. Pekerjaan ini didanai oleh Alexander von Humboldt Foundation, Universitas Carnegie Mellon, Program Argelander untuk Peneliti Karir Awal di Universitas Bonn, Beasiswa PhD di VLAG Graduate School of Wageningen University, dan National Science Foundation.



NewsRoom.id

Berita Terkait

Dapatkan manajer kata sandi teratas dengan hanya $ 1,27/bulan
Louis Vuitton bermitra dengan F1, menjadi sponsor gelar GP Australia
Astronom tertegun oleh Sistem Planet Aneh WASP-132
Paradoks gatal: Mengapa menggaruk rasa sakit tetapi juga sembuh
Sekretariat Kabinet Republik Indonesia | Penembakan warga negara Indonesia di Malaysia, Presiden Prabowo percaya penyelidikan penembakan transparan warga Indonesia di Malaysia, Presiden Prabowo percaya penyelidikan transparan
Kartun mingguan | 1 Februari 2025 Edisi
FAA tidak memiliki pemimpin yang jelas selama bencana udara terburuk dalam 16 tahun
Di dalam markas Walmart yang baru yang sangat besar dan penuh dengan alam

Berita Terkait

Jumat, 31 Januari 2025 - 06:22 WIB

Dapatkan manajer kata sandi teratas dengan hanya $ 1,27/bulan

Jumat, 31 Januari 2025 - 04:18 WIB

Louis Vuitton bermitra dengan F1, menjadi sponsor gelar GP Australia

Jumat, 31 Januari 2025 - 03:16 WIB

Astronom tertegun oleh Sistem Planet Aneh WASP-132

Jumat, 31 Januari 2025 - 02:15 WIB

Paradoks gatal: Mengapa menggaruk rasa sakit tetapi juga sembuh

Jumat, 31 Januari 2025 - 01:44 WIB

Sekretariat Kabinet Republik Indonesia | Penembakan warga negara Indonesia di Malaysia, Presiden Prabowo percaya penyelidikan penembakan transparan warga Indonesia di Malaysia, Presiden Prabowo percaya penyelidikan transparan

Kamis, 30 Januari 2025 - 23:40 WIB

FAA tidak memiliki pemimpin yang jelas selama bencana udara terburuk dalam 16 tahun

Kamis, 30 Januari 2025 - 21:36 WIB

Di dalam markas Walmart yang baru yang sangat besar dan penuh dengan alam

Kamis, 30 Januari 2025 - 20:34 WIB

Misteri selesai: Penelitian baru mengungkapkan mengapa protein utama berubah menjadi mematikan di tubuh penuaan

Berita Terbaru

Headline

Dapatkan manajer kata sandi teratas dengan hanya $ 1,27/bulan

Jumat, 31 Jan 2025 - 06:22 WIB

Headline

Astronom tertegun oleh Sistem Planet Aneh WASP-132

Jumat, 31 Jan 2025 - 03:16 WIB