Langsung ke konten utama

Ekologi Sintetis, Merekayasa Lingkungan dengan Mikrobiom

Pernah mendengar biologi sintetis? Bagi yang belum pernah dengar, biologi sintetis atau Synthetic biology atau SynBio adalah salah satu cabang dari ilmu biologi yang menggabungkan banyak cabang lainnya.

Di antara cabang yang digabungkan adalah biologi molekuler, biologi sistem, teknik molekuler, biofisika, teknik kimia dan lainnya. Tujuannya adalah untuk merancang sistem, mesin dan modul biologi untuk tujuan yang berguna.


Salah satu yang dapat diaplikasikan dalam biologi sintetis ini adalah mengenai manipulasi mikrobiom. Ia terdiri dari semua bakteri dalam usus dan dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan kesehatan manusia dan penyembuhan penyakit.


Mikrobioma ini bukan hanya ada di dalam tubuh kita namun juga di alam terbuka dengan spesifikasi tertentu di suatu lingungan yang sesuai. Mikrobiom ini terdiri dari bakteri, jamur, alga dan protista atau kombinasi di antara semuanya yang memberikan pengaruh satu sama lain dan lingkungan tempat mereka hidup.


Terbaru, Daniel Segrè, Direktur Inisiatif Mikrobioma Universitas Boston memberikan gagasan dalam penelitiannya tentang bagaimana mikrobioma dapat dimanipulasi untuk kebaikan kelangsungan hidup planet. "Untuk membantu mempertahankan planet kita, bukan hanya kesehatan kita sendiri," sebutnya.

Dalam studinya, Segrè dan tim peneliti lainnya mempelajari kegunaan mikrobiom tersebut. Mereka ingin tahu bagaimana mikrobioma dapat diarahkan untuk melakukan tugas-tugas penting yang bermanfaat.

Misalnya seperti menyerap lebih banyak karbon di atmosfer, melindungi terumbu karang dari pengasaman laut, meningkatkan kesuburan dan hasil lahan pertanian, dan mendukung pertumbuhan hutan dan tanaman lain meskipun kondisi lingkungan berubah.

Tidak seperti banyak ahli biologi sintetik lainnya yang bekerja untuk meningkatkan atau merekayasa genetika mikroba secara langsung, Segrè dan timnya lebih tertarik pada perilaku mikrobiom yang mengubah kondisi lingkungan tempat tinggalnya. Ini merupakan sebuah pendekatan yang menurutnya dapat lebih baik dijabarkan sebagai "Ekologi sintetis."

"Pendekatan biologi sintetik yang lebih tradisional adalah dengan memanipulasi genom mikroba," sebut Segrè. "Namun kami mencoba memanipulasi ekosistem mikrobanya menggunakan molekul lingkungan," sebutnya.

Dalam studi yang baru-baru ini diterbitkan di Nature Communications, seorang ilmuwan tim peneliti di laboratorium Segrè, mengeksplorasi bagaimana keberadaan 32 molekul atau nutrisi lingkungan yang berbeda, sendiri atau dalam kombinasi dengan yang lain, akan memengaruhi pertumbuhan tingkat komunitas mikroba dan campuran beragam spesies yang membentuk mikrobioma tertentu.


Baca juga:


Ternyata, hasil eksperimen mengejutkan tim. Peneliti sebelumnya berasumsi bahwa mereka akan melihat pertumbuhan dan keragaman mikrobioma meningkat karena "serangga" memiliki lebih banyak akses ke berbagai makanan termasuk  berbagai karbon,  gula, asam amino, dan polimer kompleks.

Sebaliknya, mereka menemukan bahwa persaingan makanan antara spesies mikroba yang berbeda menghambat diversifikasi dalam komunitas mikroba.

"Hasil menunjukkan bahwa kompleksitas lingkungan saja tidak cukup untuk mempertahankan keragaman komunitas, dan hal ini memberikan panduan praktis untuk merancang dan mengendalikan ekosistem mikrobanya terlebih dahulu," tulis para peneliti dalam jurnal tersebut. 

Jadi, apa mekanisme yang mengontrol keragaman mikrobiom? Perlu ada penelitian tambahan karena kompeksitas antar interaksi yang dihasilkan.

Selain itu, sumber makanan tidak meningkatkan variasi spesies mikroba dalam eksperimen mereka. Dan lebih banyak makanan memicu pertumbuhan mikroba lebih banyak namun hanya jenis tertentu saja. 

"Eksperimen kami menunjukkan bahwa modulator penting dalam keragaman mikroba adalah seberapa banyak organisme yang berbeda ini bersaing satu sama lain untuk sumber daya yang ada. Semakin banyak organisme bersaing, semakin sedikit keragaman komunitas itu," sebut para peneliti.

Tim berencana untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang faktor lingkungan tambahan, menyelidiki bagaimana akses nutrisi dan variasi mengubah komunitas mikroba dari waktu ke waktu, dan bagaimana media tempat komunitas mikroba hidup memengaruhi konsumsi dan sekresi molekul mereka.


Tim peneliti ini juga akan mengeksplorasi bagaimana proses metabolisme di antara spesies mikroba yang berbeda dapat berinteraksi satu sama lain, dan bagaimana kemampuan beberapa organisme untuk secara berurutan atau bersamaan mengkonsumsi banyak sumber daya mempengaruhi kondisi mikrobiom secara keseluruhan.

Penelitian yang mengubah dan memanipulasi faktor lingkungan ini dapat membuka pintu untuk menggunakan mikrobiom yang dapat memengaruhi metabolisme manusia, kondisi kesehatan, penyakit pada manusia dan juga ekosistem alami.

Postingan Populer

PC Semakin Terpuruk. Harga Mahal Jadi New Normal?

Firma riset pasar IDC memangkas proyeksi pasar PC global dan memperingatkan bahwa industri menghadapi periode sulit hingga setidaknya 2027. Menurut laporan terbaru IDC, pengiriman PC global diperkirakan turun 11,3% tahun ini, jauh lebih buruk dibanding proyeksi sebelumnya yang hanya memperkirakan penurunan 2,4%. Pasar tablet juga ikut melemah, dengan penurunan pengiriman sekitar 7,6%. Penyebab utamanya cukup klasik, kelangkaan memori dan gangguan rantai pasokan. Kenaikan harga komponen membuat produsen kesulitan memproduksi perangkat dalam skala besar sekaligus menjaga harga tetap kompetitif. Ironisnya, meski pengiriman turun, nilai pasar justru diperkirakan naik. IDC memperkirakan nilai pasar PC global bisa mencapai $274 miliar pada 2026, naik sekitar 1,6%, karena harga jual rata-rata perangkat terus meningkat. Dengan kata lain, industri mungkin akan menjual lebih sedikit PC, tetapi dengan harga lebih mahal. IDC juga memperingatkan bahwa masalah pasokan memori bisa bertahan hingga 202...

Siap-siap. Manusia dan AI Akan Berebutan Listrik!

Morgan Stanley memperingatkan bahwa lonjakan besar kemampuan AI bisa terjadi pada paruh pertama 2026. Menurut laporan terbaru mereka, para eksekutif di laboratorium AI besar di AS sudah memberi sinyal bahwa kemajuan berikutnya bisa “mengejutkan” banyak pihak. Salah satu indikatornya datang dari model terbaru OpenAI, yakni GPT-5.4 Thinking yang disebut mencapai 83% pada benchmark GDPVal, level yang diklaim sudah menyamai pakar manusia dalam sejumlah tugas ekonomi. Namun masalah terbesar bukan lagi algoritma. Masalahnya listrik. Morgan Stanley memperkirakan, di AS saja, bisa jadi akan timbul defisit daya 9-18 gigawatt hingga 2028, atau sekitar 12-25% di bawah kebutuhan komputasi AI. Dengan kata lain, industri mungkin tahu cara membangun AI yang lebih pintar, tetapi belum tentu punya cukup energi untuk menjalankannya. Solusi sementara mulai terlihat agak absurd. Bekas fasilitas mining kripto diubah menjadi pusat komputasi AI, lengkap dengan turbin gas untuk memberi makan rak server. Morga...

Militer AS Andalkan AI untuk Serang Iran

Militer AS kini mulai mengandalkan AI untuk mempercepat proses penentuan target serangan. Menurut laporan terbaru, United States Department of Defense mengklaim telah menyerang lebih dari 2.000 target di Iran hanya dalam empat hari. Tempo operasi yang sebelumnya hampir mustahil dicapai dengan proses militer tradisional. Di balik percepatan itu ada sistem analitik militer dari Palantir, yakni Maven Smart System, yang mengolah data dari drone, satelit, dan berbagai sensor medan perang. Sistem ini dipadukan dengan model AI dari Anthropic seperti Claude untuk menyusun rekomendasi target secara real-time. Perubahan utamanya ada pada kecepatan kill chain. Proses yang dulu membutuhkan analisis manusia berjam-jam kini dapat dipadatkan menjadi hitungan menit, atau bahkan detik. Masalahnya, percepatan ini datang dengan konsekuensi yang jarang dibahas secara jujur. Ketika target dihasilkan dan diproses pada kecepatan mesin, pengawasan manusia cenderung menjadi formalitas. Kesalahan kecil dalam da...

Smartphone Baterai Terbesar Segera Dirilis? 13.000mAh Cukup?

Rumor terbaru berhembus bahwa Honor tengah menyiapkan smartphone dengan baterai yang hampir terdengar berlebihan. Perangkat yang disebut sebagai Honor X80 GT dikabarkan akan membawa baterai 13.080 mAh. Jika benar, kapasitas ini jauh melampaui standar smartphone modern yang biasanya hanya berada di kisaran 5.000 mAh. Secara teori, ini berarti pengguna bisa melupakan charger selama berhari-hari. Namun secara praktis, pertanyaannya sederhana: seberapa besar dan berat ponsel ini nantinya? Honor sebenarnya sudah bereksperimen dengan baterai besar pada beberapa perangkat sebelumnya yang mendekati 10.000 mAh. X80 GT tampaknya mencoba melangkah lebih jauh, seolah ingin memenangkan lomba angka spesifikasi yang semakin absurd. Bandingkan dengan flagship dari Apple atau Samsung yang masih bermain di kapasitas jauh lebih kecil. Namun pendekatan mereka juga menunjukkan realitas desain: baterai besar selalu datang dengan kompromi pada ketebalan, berat, dan ergonomi. Memang ada perangkat ekstrem sepe...

Prosesor Server AMD Laku Keras, Kapasitas Produksi Tak Memadai

Demam AI ternyata tidak hanya menguntungkan GPU. Permintaan CPU server juga melonjak tajam, bahkan melampaui perkiraan industri. Hal ini diakui langsung oleh CEO Lisa Su yang menyebut lonjakan permintaan prosesor server sebagai sesuatu yang “di luar ekspektasi”. Dalam konferensi Morgan Stanley, Su mengungkap bahwa pelanggan besar AMD kini menyadari satu hal penting, sistem AI tidak bisa hanya mengandalkan GPU. Infrastruktur AI tetap membutuhkan CPU dalam jumlah besar untuk menangani orkestrasi sistem, manajemen data, dan berbagai proses komputasi pendukung. Akibatnya, permintaan prosesor server seperti AMD EPYC meningkat drastis. Bahkan, menurut Su, banyak pelanggan yang sebelumnya salah menghitung kebutuhan CPU di dalam infrastruktur AI mereka. Situasi ini membuat rantai pasokan AMD mulai terasa ketat. Lonjakan permintaan dalam beberapa kuartal terakhir membuat kapasitas produksi sulit mengejar kebutuhan pasar. AMD kini bekerja sama dengan mitra manufaktur untuk menambah kapasitas dan...