Para Peneliti Menciptakan Model Komputer Lengkap Pertama dari sebuah Organisme
-Dalam sebuah usaha terobosan biologi komputasi, model komputer
lengkap pertama dunia dari sebuah organisme telah diselesaikan, lapor
para peneliti Stanford minggu lalu di jurnal Cell.
Sebuah
tim yang dipimpin oleh Markus Covert, asisten profesor teknik biologi,
memakai data dari lebih 900 makalah ilmiah untuk mempertimbangkan setiap
interaksi molekuler yang terjadi dalam siklus hidup Mycoplasma genitalium, bakteri hidup bebas terkecil di dunia.
Dengan mengubah keseluruhan organisme in silico,
makalah ini memenuhi tujuan panjang bidang ilmu tersebut. Bukan hanya
model ini memungkinkan para peneliti mengalamatkan pertanyaan yang tidak
praktis untuk diperiksa dengan cara lain, ia juga menjadi batu loncatan
menuju pemakaian desain berbantuan komputer dalam teknik biologi dan kedokteran.
“Pencapaian
ini menunjukkan pendekatan untuk menjawab pertanyaan tentang proses
biologi dasar,” kata James M Anderson, direktur National Institutes of
Health Division of Program Coordination, Planning and Strategic
Initiatives. “Model komputer komprehensif dari seluruh sel berpotensi
meningkatkan pemahaman kita mengenai fungsi sel dan akhirnya, memberikan
pendekatan baru bagi diagnosis dan perawatan penyakit.”
Penelitian ini didanai sebagian oleh NIH Director’s Pioneer Award dari National Institutes of Health Common Fund.
Dari Informasi ke Pemahaman
Biologi
dalam dua dekade terakhir ditandai dengan kemunculan studi terobosan
tinggi yang menghasilkan banyak sekali informasi seluler. Kurangnya data
eksperimental tidak lagi faktor pembatas utama bagi para peneliti.
Justru, masalahnya adalah bagaimana memasuk-akalkan apa yang sudah
mereka ketahui.
Sebagian besar
eksperimen biologi, walau begitu, masih menggunakan pendekatan
reduksionis pada sejumlah besar data ini: membuang satu gen dan melihat
apa yang terjadi.
“Banyak isu yang
menjadi minat kami bukanlah masalah gen tunggal,” kata Covert. “Mereka
adalah hasil kompleks dari ratusan atau ribuan gen saling berinteraksi.”
Situasi
ini menghasilkan celah antara informasi dan pemahaman yang hanya dapat
diatasi dengan “membawa semua data ke satu tempat dan melihat bagaimana
ia bersatu,” menurut mahasiswa pasca sarjana teknik biologi Stanford dan
salah satu pengarang, Jayodita Sanghvi.
Model komputasional integratif memperjelas data set yang ukurannya diluar kemampuan analisis manusia.
“Engkau tidak benar-benar mengerti apakah sesuatu bekerja hingga engkau dapat mereproduksinya sendiri,” kata Sanghvi.
Kecil itu indah
Mycoplasma genitalium
adalah bakteri parasit yang ramah dikenal terutama dari menunjukkan
dirinya tanpa diundang di saluran pernapasan dan urogenital manusia.
Namun patogen ini juga memiliki perbedaan karena mengandung genom
terkecil dibanding organisme hidup bebas manapun – hanya 525 gen,
bandingkan dengan E. coli yang memiliki 4,288 gen, bakteri lab yang
lebih tradisional.
Walaupun sulit bekerja dengan parasit penyebar penyakit menular
seksual ini, minimalisme gen mahluk ini membuatnya menjadi fokus
beberapa usaha teknik biologi terbaru. Hal ini termasuklan sintesis
kromosom buatan pertama di tahun 2008 oleh J. Craig Venter Institute.
“Tujuannya
bukan hanya untuk memahami M.genitalium saja,” kata peneliti Jonathan
Karr, seorang mahasiswa pasca sarjana biofisika Stanford. “Tapi untuk
memahami biologi secara umum.”
Bahkan
pada skala kecil ini, kuantitas data yang disertakan para peneliti
Stanford pada sandi sel virtualnya sangat besar. Model finalnya
menggunakan lebih dari 1900 parameter yang ditentukan secara
eksperimental.
Untuk mengintegrasi
titik data terpisah ini menjadi mesin yang menyatu, para peneliti
memodelkan proses biologi individual dalam 28 modul terpisah,
masing-masing diatur oleh algoritmanya sendiri. Modul-modul ini kemudian
berkomunikasi satu sama lain setelah setiap langkah waktu, membuat
keseluruhan yang sangat mendekati perilaku dunia nyata M.genitalium.
Menjelajah sel silikon
Sel
yang sepenuhnya komputasional membuka prosedur yang akan sulit
dilakukan dalam organisme aktual, serta kesempatan untuk memeriksa ulang
data eksperimental.
Dalam makalah
ini, model dipakai untuk menunjukkan jumlah pendekatan ini, termasuk
penyelidikan detail dinamika protein pengikat DNA dan identifikasi
fungsi gen baru.
Posting Komentar untuk "Para Peneliti Menciptakan Model Komputer Lengkap Pertama dari sebuah Organisme"
Bila Ada Pertanyaan/Saran Opini Silakan Dilayangkan Di kotak Komentar/Buku Tamu
Dan Dimohon Para Visitor Menggunakan Bahasa Yang Sopan
Bila Tidak Menggunakan Bahasa Yang Sopan Komentar Anda Akan Kami Hapus
Mohon Maaf Bila Ingin Menyalin Artikel ini Harap Mencantumkan Sumbernya
When the Any Questions / Suggestions Please posted in Opinion Comment box / Guest Book
Please Use The Visitor and The Polite Language
When Not Using Polite Language That We Will Delete Your Comment
Sorry if this article Want to Copy Please Include the SourceSorry If you want to copy this article if Please Include the Source