PROBACA.COM – Kalau kamu merakit lemari tanpa buku petunjuk, kemungkinan besar hasilnya bakal miring, baut tersisa, atau malah jadi rak dengan bentuk tak terduga. Tapi virus menghadapi tantangan yang jauh lebih rumit: mereka harus menyusun protein menjadi cangkang pelindung materi genetik—tanpa cetak biru dan tanpa mesin yang mengarahkan.
Bagaimana bisa susunan yang benar tetap terbentuk di antara ribuan kemungkinan hubungan ant protein? Para ilmuwan dari University of Oxford kini punya jawabannya. Mereka menemukan bahwa perakitan virus mirip perjalanan melewati labirin: banyak jalan buntu, tetapi hanya beberapa rute yang bisa membawa proses sampai selesai.
Virus menyimpan materi genetiknya di dalam cangkang protein yang disebut kapsid. Tergantung jenis virusnya, kapsid ini bisa tersusun dari puluhan hingga ribuan unit protein. Hebatnya, dalam banyak kasus, protein-protein tersebut dapat mengatur diri sendiri menjadi bentuk yang tepat tanpa bantuan mesin dari luar.
Selama puluhan tahun, ilmuwan sudah mempelajari kemampuan ini. Masalahnya, proses perakitan berlangsung sangat cepat. Struktur perantara—tahap-tahap kecil sebelum virus menjadi utuh—hanya muncul sebentar dan dalam jumlah sangat sedikit. Metode lama biasanya hanya memperlihatkan bahan awal dan partikel akhir, seperti melihat tumpukan balok sebelum dan sesudah main, tanpa tahu bagaimana balok-balok itu tersusun.
Tim Oxford mengakalinya dengan mempelajari partikel mirip virus yang direkayasa, terdiri atas 60 unit protein. Mereka menggunakan mass photometry, teknik yang dikembangkan di Oxford untuk menentukan massa satu molekul dengan mengukur cahaya yang dihamburkannya.
Teknik itu kemudian dipadukan dengan pendekatan baru yang membuat molekul individual tetap berada dalam area pengamatan dan bisa diamati terus-menerus. Hasilnya, peneliti dapat mengukur massa partikel yang sedang tumbuh setiap kali protein baru menempel. Ibarat menonton video pembangunan rumah sambil menghitung bata yang dipasang satu per satu.
“Metode ini memungkinkan kami mempelajari proses perakitan secara langsung—kami tinggal mengambil videonya!” kata Dan Loewenthal, mahasiswa doktoral di Department of Chemistry dan Kavli Institute for Nanoscience Discovery, University of Oxford. Ia merupakan salah satu penulis utama pertama penelitian tersebut.
Dari pengamatan itu, para peneliti melihat bahwa tahap awal perakitan tidak langsung rapi. Unit-unit protein mula-mula membentuk hubungan yang lemah. Kalau susunannya keliru, hubungan tersebut mudah lepas. Protein pun bisa mencoba kombinasi lain—seperti potongan puzzle yang dicoba berkali-kali sampai menemukan posisi yang pas.
Inilah bagian pentingnya: kesalahan tidak langsung menghancurkan seluruh proses. Justru, ikatan yang lemah memberi sistem ruang untuk mencoba lagi. Sebagian besar pertemuan antarprotein memang tidak perlu berhasil. Yang penting, kombinasi yang salah bisa bubar sebelum telanjur mengunci bentuk yang keliru.
Namun, ketika cukup banyak protein berhasil membentuk susunan tertutup yang tepat, keadaan berubah. Struktur itu menjadi jauh lebih stabil dan berfungsi seperti pos pemeriksaan molekuler. Dari ribuan kemungkinan jalur perakitan, proses kemudian diarahkan ke jumlah rute yang jauh lebih sedikit dan lebih mungkin menghasilkan kapsid utuh.
Salah satu tonggak terpenting terjadi ketika lima unit protein berukuran lebih besar bergabung membentuk cincin pentagonal tertutup. Struktur lima sisi ini merupakan bentuk pertama yang sangat stabil dalam proses perakitan.
Setelah cincin tersebut terbentuk, setiap tahap stabil berikutnya membutuhkan lebih sedikit unit protein tambahan. Akibatnya, partikel dapat tumbuh lebih cepat. Jadi, bagian awal memang paling sulit—seperti mendorong roda yang baru mulai bergerak—tetapi setelah fondasi yang tepat terbentuk, prosesnya melaju.
“Virus harus memecahkan masalah konstruksi yang luar biasa,” ujar Dr. Roi Asor, penulis pendamping utama dari Department of Chemistry dan Kavli Institute for Nanoscience Discovery, University of Oxford. “Komponennya harus menemukan susunan yang tepat di antara begitu banyak kemungkinan, tanpa cetak biru atau mesin yang mengarahkan proses.”
Menurut Asor, para peneliti kini bisa melihat apa yang terjadi molekul demi molekul dan mengamati aturan fisik yang membuat perakitan itu mungkin.
Professor Philipp Kukura, juga dari Oxford dan penulis pendamping utama, mengatakan bahwa sebelumnya pemahaman tentang proses ini banyak disusun dari “jepretan” tahap tertentu atau model teori. Dengan mengikuti satu partikel saat tumbuh sekaligus mengukur interaksi yang mendasarinya, tim dapat melihat struktur perantara penting muncul dan menyusun model perakitan yang lebih rinci.
Temuan ini bukan sekadar memuaskan rasa penasaran. Dengan mengetahui interaksi molekuler yang mengendalikan pembentukan kapsid, ilmuwan suatu hari mungkin dapat mengganggu proses tersebut. Jika cangkang pelindung virus gagal terbentuk, virus bisa kehilangan kemampuan untuk berkembang secara normal.
Pengetahuan yang sama juga berpotensi membantu pengembangan vaksin dan terapi berbasis partikel mirip virus. Partikel semacam ini dapat direkayasa agar meniru bentuk virus tanpa harus membawa virus utuh.
Penulis lain, Dr. Jack Tan dari MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine dan CAMS-Oxford Institute, menekankan bahwa kemampuan memahami proses tersebut pada tingkat molekul dapat memiliki penerapan penting dalam pengembangan vaksin dan obat antivirus. Materi sumber yang tersedia berhenti sebelum kutipan lengkapnya selesai.
Nah, rahasia virus bukanlah bahwa mereka punya “tukang bangunan” tersembunyi. Mereka mengandalkan kombinasi yang cerdas: ikatan awal yang boleh salah dan terlepas, lalu struktur yang tepat dikunci ketika sudah terbentuk. Dari coba-coba molekuler itulah sebuah cangkang virus bisa lahir tanpa cetak biru.
***
DISCLAIMER: Sebagian proses pengolahan artikel ini dibantu oleh teknologi AI. Pembaca disarankan memverifikasi kembali data dan informasi melalui sumber resmi atau sumber primer
Disadur dari ScienceDaily
