(Kredit: 2jenn/Shutterstock)
GREENBELT, Md.— Bayangkan sebuah dunia di mana protein dapat dibuat dengan molekul bayangan cermin, seperti halnya tangan kiri dan kanan Anda. Para ilmuwan telah lama bertanya-tanya mengapa kehidupan hanya menggunakan asam amino kidal, dan penelitian inovatif NASA membuat teka-teki ini semakin menarik.
Yang mengejutkan, para peneliti menemukan bahwa RNA – yang pernah dianggap sebagai arsitek primordial kehidupan – tidak secara inheren menyukai asam amino kidal. Temuan ini menantang asumsi sebelumnya tentang bagaimana kehidupan bisa muncul di planet kita.
“Temuan ini menunjukkan bahwa homokiralitas kehidupan pada akhirnya mungkin bukan merupakan hasil dari determinisme kimiawi, namun bisa saja muncul melalui tekanan evolusi kemudian,” kata Alberto Vázquez-Salazar, seorang sarjana postdoctoral yang terlibat dalam penelitian ini, dalam siaran persnya.
Penelitian yang dipublikasikan di Komunikasi Alammelakukan serangkaian eksperimen yang mensimulasikan kondisi awal Bumi. Tim tersebut menguji 15 kombinasi ribozim berbeda – mesin molekuler yang dapat membantu membangun protein – untuk melihat orientasi asam amino mana yang mungkin mereka sukai. Anehnya, molekul mirip RNA ini tidak menunjukkan preferensi yang konsisten terhadap asam amino tangan kiri atau tangan kanan.
Jadi, mengapa “kewenangan” dalam hidup itu penting? Memahami bagaimana unsur-unsur penyusun kehidupan terbentuk dapat memberikan wawasan penting tentang bagaimana kehidupan dimulai di Bumi – dan kemungkinan bagaimana kehidupan bisa ada di tempat lain di alam semesta.
“Memahami sifat kimia kehidupan membantu kita mengetahui apa yang harus dicari dalam pencarian kehidupan di tata surya,” jelas ilmuwan NASA Jason Dworkin.
Dworkin adalah ilmuwan proyek untuk misi OSIRIS-REx NASA, yang mengumpulkan sampel dari asteroid Bennu dan mengirimkannya ke Bumi pada tahun 2023. Bahan-bahan tersebut diyakini mengandung sisa-sisa pembentukan tata surya sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu.
“Kami menganalisis sampel OSIRIS-REx untuk mengetahui kiralitas (kidal) masing-masing asam amino, dan di masa depan, sampel dari Mars juga akan diuji di laboratorium untuk mencari bukti kehidupan termasuk ribozim dan protein,” catat Dworkin.
Misterinya terus berlanjut, namun setiap penemuan membawa kita selangkah lebih dekat untuk memahami asal mula kehidupan itu sendiri.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menguji bagaimana molekul RNA tertentu, yang disebut ribozim, berinteraksi dengan asam amino yang memiliki “kidal” berbeda (seperti sarung tangan kidal dan kanan). Mereka merancang eksperimen menggunakan campuran asam amino ini dan membiarkan ribozim mengikatnya.
Setelah itu, mereka mengukur jenis asam amino mana yang disukai masing-masing ribozim. Untuk memperjelasnya, ribozim seperti alat kecil yang bekerja dengan molekul tertentu, dan penelitian ini seperti memberikan alat ini pilihan antara dua bentuk untuk melihat mana yang bekerja lebih baik.
Hasil Utama
Studi ini menemukan bahwa ribozim tidak selalu memilih “kewenangan” asam amino yang sama. Sekitar setengah dari mereka lebih menyukai yang kidal, sementara yang lain menyukai yang kidal. Hasil ini mengejutkan karena menunjukkan bahwa tidak ada preferensi alami yang tertanam dalam molekul RNA ini. Sebaliknya, itu tergantung pada desain spesifik atau keluarga ribozim. Hal ini menunjukkan bahwa landasan kehidupan mungkin tidak dimulai dengan preferensi yang kuat terhadap penggunaan satu tangan dibandingkan yang lain.
Keterbatasan Studi
Meskipun temuan ini cukup mendalam, temuan ini didasarkan pada laboratorium yang mungkin tidak sepenuhnya mewakili kondisi awal Bumi. Ribozim yang diuji juga dipilih dari kumpulan buatan, yang berarti ribozim tersebut tidak mencerminkan molekul alami. Selain itu, penelitian ini hanya berfokus pada satu jenis reaksi kimia dan asam amino, sehingga hasilnya mungkin tidak berlaku untuk situasi atau lingkungan lain.
Diskusi & Kesimpulan
Penelitian ini menantang gagasan bahwa molekul kehidupan, seperti protein, mengembangkan sifat kidal karena bias alami pada RNA. Sebaliknya, sifat kidal mungkin dipengaruhi oleh faktor acak atau peristiwa kebetulan selama evolusi awal. Pemahaman ini membuka kemungkinan baru untuk memahami asal usul kehidupan, dan menunjukkan bahwa jalur yang berbeda dapat diambil tergantung pada struktur RNA mana yang ada pada awalnya.
Pendanaan & Pengungkapan
Studi ini didanai oleh NASA, Simons Foundation, dan National Science Foundation (NSF). Dukungan tambahan datang dari program beasiswa Universitas California. Para penulis menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing, dan memastikan bahwa hasil dan interpretasi mereka tidak memihak.
