Direkomendasikan oleh: Latifah Naila Roswendi (Archaea’21)
Antibiotik bukanlah sesuatu yang asing, pastinya kita sudah mengenal antibiotik yang saat ini banyak digunakan dalam bidang kesehatan sebagai obat untuk mengatasi infeksi yang disebabkan oleh bakteri. Hingga saat ini, organisme yang secara alami dapat menghasilkan antibiotik hanya bakteri dan fungi. Namun, penelitian terbaru yang dilakukan oleh Nowell dkk. (2024) menunjukan terdapat juga hewan dapat menghasilkan antibiotik, lho!
Yuk, kenalan dengan bdelloida!
Bdelloida merupakan hewan berukuran mikroskopis yang berukuran lebih kecil dari sehelai rambut dan termasuk ke dalam kelas rotifera. Bdelloida dapat hidup pada lumut, perairan, dan juga tanah. Seperti hewan pada umumnya, bdelloida memiliki kepala, mulut, sistem pencernaan, otot, dan juga syaraf (Wallace & Snell, 2001). Hewan inilah yang ditemukan dapat menghasilkan antibiotik dalam penelitian Nowell dkk.!
Kok bisa bdelloida memproduksi antibiotik?
Pada beberapa studi, ditemukan bahwa 10% gen bdelloida berasal dari taxa non-metazoan seperti tumbuhan, bakteri, dan fungi yang diperoleh melalui horizontal gene transfer (HGT) . Jumlah tersebut dapat terbilang sangat banyak apabila dibandingkan dengan hewan lain (Vakhrusheva dkk., 2020; Yoshida dkk., 2019). Hal ini memungkinkan gen yang didapatkan oleh bdelloida dari taxa non-metazoan dapat mengkodekan enzim Nonribosomal Peptide Synthetase (NRPS) dan Polyketide Synthetase (PKS) yang dikenal sebagai pengkatalisis produk seperti toksin, imunosupresan, dan juga antibiotik (Baunach dkk., 2021).
Simpelnya sih, kayak gambar di atas. Mikroba memiliki “resep” berupa gen untuk memproduksi antibiotik sebagai pertahanan diri. Bdelloida mendapatkan gen antibiotik dari mikroba dan disalin menjadi gen mereka sendiri. Hal ini dibantu juga dengan faktor reproduksi mereka yang aseksual (partogenetik) sehingga gen yang tersalurkan ke keturunannya terpreservasi selama puluhan tahun.
Uniknya, bdelloida dapat memproduksi antibiotik sebagai bentuk pertahanan diri melawan patogen yang menyerang mereka, contohnya patogen fungsi Rotiferophthora. Studi Nowel dkk. (2024) menunjukkan bahwa bdelloida yang terinfeksi patogen fungsi tersebut dapat mengaktifkan ribuan gen yang mereka dapatkan dari fungi dan bakteri. Beberapa dari gen tersebut memproduksi senyawa yang dapat membantu mereka bertahan hidup dari infeksi Rotiferophthora. Selain itu, bdelloida yang bertahan dalam infeksi tersebut memproduksi senyawa “resep” 10 kali lebih banyak dibandingkan dengan yang mati terinfeksi.
Harapan untuk masa mendatang
Harapannya dengan penemuan antibiotik yang dihasilkan dari hewan ini dapat menjadi alternatif pengobatan baru sebagai pengganti antibiotik yang ada saat ini, mengingat maraknya kasus resistensi antimikroba yang sedang terjadi.
Referensi
Baunach, M., Chowdhury, S., Stallforth, P., & Dittmann, E. (2021). The Landscape of Recombination Events That Create Nonribosomal Peptide Diversity. Molecular Biology and Evolution, 38(5), 2116–2130. https://doi.org/10.1093/molbev/msab015
Nowell, R. W., Rodriguez, F., Hecox-Lea, B. J., Mark Welch, D. B., Arkhipova, I. R., Barraclough, T. G., & Wilson, C. G. (2024). Bdelloid rotifers deploy horizontally acquired biosynthetic genes against a fungal pathogen. Nature Communications, 15(1), 5787. https://doi.org/10.1038/s41467-024-49919-1
University of Oxford. (2024, Juli 19). New study shows tiny animals steal antibiotic recipes from bacteria | University of Oxford. https://www.ox.ac.uk/news/2024-07-19-new-study-shows-tiny-animals-steal-antibiotic-recipes-bacteria
Vakhrusheva, O. A., Mnatsakanova, E. A., Galimov, Y. R., Neretina, T. V., Gerasimov, E. S., Naumenko, S. A., Ozerova, S. G., Zalevsky, A. O., Yushenova, I. A., Rodriguez, F., Arkhipova, I. R., Penin, A. A., Logacheva, M. D., Bazykin, G. A., & Kondrashov, A. S. (2020). Genomic signatures of recombination in a natural population of the bdelloid rotifer Adineta vaga. Nature Communications, 11(1), 6421. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19614-y
Yoshida, Y., Nowell, R. W., Arakawa, K., & Blaxter, M. (2019). Horizontal Gene Transfer in Metazoa: Examples and Methods. Dalam T. G. Villa & M. Viñas (Ed.), Horizontal Gene Transfer: Breaking Borders Between Living Kingdoms (hlm. 203–226). Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-030-21862-1_7