CRISPR dan Sambungan untuk Bertahan
Article

CRISPR dan Sambungan untuk Bertahan

[ad_1]

Odin, dalam mitologi Norse, adalah dewa yang sangat kuat yang juga penipu. Dia hanya memiliki satu mata, setelah mengorbankan yang lain untuk kebijaksanaan. Di antara banyak bakatnya, dia bisa membangunkan orang mati, menenangkan badai, menyembuhkan orang sakit, dan membutakan musuh-musuhnya. Tak jarang, ia mengubah dirinya menjadi seekor binatang; sebagai seekor ular, dia memperoleh anugerah puisi, yang dia transfer ke orang-orang, secara tidak sengaja.

The Odin, di Oakland, California, adalah perusahaan yang menjual peralatan rekayasa genetika. Pendiri perusahaan, Josiah Zayner, memakai model undercut yang disisir ke samping, banyak tindikan, dan tato yang mendesak: “Ciptakan Sesuatu yang Indah”. Dia memegang gelar Ph.D. dalam biofisika dan merupakan provokator terkenal. Di antara banyak aksi akrobatnya, dia telah membujuk kulitnya untuk menghasilkan protein fluoresen, menelan kotoran temannya dalam transplantasi kotoran sendiri, dan mencoba untuk menonaktifkan salah satu gennya sehingga dia bisa menumbuhkan otot yang lebih besar. (Upaya terakhir ini, akunya, gagal.) Zayner menyebut dirinya perancang genetika dan mengatakan bahwa tujuannya adalah memberi orang akses ke sumber daya yang mereka butuhkan untuk mengubah kehidupan di waktu luang mereka.

Penawaran Odin berkisar dari shot glass “Biohack the Planet”, yang berharga tiga dolar, hingga “kit laboratorium rumah rekayasa genetika”, yang harganya hampir dua ribu dolar dan termasuk centrifuge, mesin reaksi rantai-polimerase, dan sebuah kotak gel elektroforesis. Saya memilih sesuatu di antara: “bakteri CRISPR dan kit kombo ragi fluoresen, ”yang membuat saya membayar dua ratus sembilan dolar. Itu datang dalam kotak karton yang dihiasi dengan logo perusahaan, pohon yang berkelok-kelok yang dilingkari oleh heliks ganda. Pohon itu, saya yakin, seharusnya mewakili Yggdrasil, yang batangnya, dalam mitologi Norse, menjulang melalui pusat kosmos.

Di dalam kotak, saya menemukan bermacam-macam peralatan laboratorium — ujung pipet, cawan petri, sarung tangan sekali pakai — serta beberapa botol berisi E. coli dan semua yang saya perlukan untuk mengatur ulang genomnya. Itu E. coli pergi ke lemari es, di samping mentega. Botol lainnya dimasukkan ke dalam wadah di dalam freezer, dengan es krim.

Rekayasa genetika, sekarang, sudah paruh baya. Bakteri rekayasa genetika pertama diproduksi pada 1973. Ini segera diikuti oleh tikus rekayasa genetika, pada 1974, dan tanaman tembakau rekayasa genetika, pada 1983. Makanan rekayasa genetika pertama yang disetujui untuk konsumsi manusia, tomat Flavr Savr, diperkenalkan pada tahun 1994; itu membuktikan kekecewaan yang keluar dari produksi beberapa tahun kemudian. Varietas jagung dan kedelai hasil rekayasa genetika dikembangkan sekitar waktu yang sama; ini, sebaliknya, telah menjadi lebih atau kurang di mana-mana.

Dalam dekade terakhir ini, rekayasa genetika telah mengalami transformasinya sendiri, berkat CRISPR—Singkatan dari serangkaian teknik, yang sebagian besar dipinjam dari bakteri, yang mempermudah para biohacker dan peneliti untuk memanipulasi DNA. (Akronim singkatan dari “clustered regular interspaced short palindromic repeats.”) CRISPR memungkinkan penggunanya untuk mengambil serangkaian DNA dan kemudian menonaktifkan urutan yang terpengaruh atau menggantinya dengan yang baru.

Kemungkinan-kemungkinan berikut ini tidak terbatas. Jennifer Doudna, seorang profesor di Universitas California, Berkeley, dan salah satu pengembang CRISPR, telah mengatakannya seperti ini: kita sekarang memiliki “cara untuk menulis ulang molekul kehidupan apapun yang kita inginkan.” Dengan CRISPR, ahli biologi telah menciptakan — di antara banyak, banyak makhluk hidup lainnya — semut yang tidak bisa mencium, anjing beagle yang bertubuh superhero, babi yang tahan demam babi, kera yang menderita gangguan tidur, biji kopi yang tidak mengandung kafein, salmon yang tidak bertelur, tikus yang tidak gemuk, dan bakteri yang gennya mengandung, dalam kode, seri foto terkenal Eadweard Muybridge yang menunjukkan seekor kuda sedang bergerak. Dua tahun lalu, seorang ilmuwan China, He Jiankui, mengumumkan bahwa dia telah menghasilkan yang pertama di dunia CRISPRmanusia yang diedit, bayi perempuan kembar. Menurut He, gen gadis-gadis itu telah diubah untuk memberikan resistansi terhadap HIV, meskipun kasusnya masih belum jelas. Setelah pengumumannya, Dia dipecat dari jabatan akademisnya, di Shenzhen, dan dijatuhi hukuman tiga tahun penjara.

Saya hampir tidak memiliki pengalaman dalam genetika dan tidak melakukan praktikum langsung sejak sekolah menengah. Tetap saja, dengan mengikuti instruksi yang ada di dalam kotak dari Odin, selama akhir pekan saya dapat membuat organisme baru. Pertama saya menumbuhkan koloni E. coli di salah satu cawan petri. Lalu saya menyiramnya dengan berbagai protein dan potongan DNA desainer yang saya simpan di freezer. Prosesnya menukar satu “huruf” dari genom bakteri, menggantikan “A” (adenin) dengan “C” (sitosin). Berkat perbaikan ini, saya baru dan lebih baik E. coli bisa, pada dasarnya, mengarahkan hidungnya pada streptomisin, antibiotik yang kuat. Meski rasanya agak menyeramkan rekayasa strain yang kebal obat E. coli di dapur saya, ada juga rasa pencapaian yang pasti, begitu banyak sehingga saya memutuskan untuk beralih ke proyek kedua dalam kit: memasukkan gen ubur-ubur ke dalam ragi untuk membuatnya bersinar.

Pusat Kesiapsiagaan Penyakit Australia, di kota Geelong, adalah salah satu laboratorium penahanan tinggi paling maju di dunia. Itu berada di belakang dua set gerbang, yang kedua dimaksudkan untuk menggagalkan pembom truk, dan dinding beton tuangnya cukup tebal, saya diberitahu, untuk menahan kecelakaan pesawat. Ada lima ratus dua puluh pintu pengunci udara di fasilitas dan empat tingkat keamanan. “Di situlah Anda ingin berada dalam kiamat zombie,” kata seorang anggota staf kepada saya. Hingga baru-baru ini, pusat tersebut dikenal sebagai Laboratorium Kesehatan Hewan Australia, dan pada tingkat biosekuriti tertinggi — BSL-4 — terdapat vial dari beberapa patogen paling menjijikkan yang dibawa hewan di planet ini, termasuk Ebola. (Laboratorium mendapat teriakan dalam film “Penularan.”) Anggota staf yang bekerja di unit BSL-4 tidak dapat mengenakan pakaian mereka sendiri ke lab dan harus mandi setidaknya tiga menit sebelum pulang. Hewan-hewan di fasilitas itu, pada bagian mereka, tidak bisa pergi sama sekali. “Satu-satunya jalan keluar mereka adalah melalui insinerator” begitulah cara seorang karyawan mengatakannya kepada saya.

Kira-kira setahun yang lalu, tidak lama sebelum pandemi dimulai, saya mengunjungi pusat tersebut, yang berjarak satu jam di barat daya Melbourne. Pengundian tersebut merupakan percobaan pada spesies kodok raksasa yang akrab dengan sebutan kodok tebu. Kodok diperkenalkan ke Australia sebagai agen pengendalian hama, tetapi segera lepas kendali, menyebabkan bencana ekologis. Para peneliti di ACDP berharap untuk mengembalikan katak tersebut ke dalam botol, seperti sebelumnya CRISPR.

Seorang ahli biologi molekuler bernama Mark Tizard, yang bertanggung jawab atas proyek tersebut, setuju untuk mengajak saya berkeliling. Tizard adalah pria bertubuh kurus dengan pinggiran rambut putih dan mata biru yang berkelap-kelip. Seperti banyak ilmuwan yang saya temui di Australia, dia berasal dari tempat lain — dalam kasusnya, Inggris. Sebelum menjadi amfibi, Tizard kebanyakan bekerja pada unggas. Beberapa tahun lalu, dia dan beberapa rekannya di pusat tersebut memasukkan gen ubur-ubur ke dalam ayam betina. Gen ini, mirip dengan yang saya rencanakan untuk dimasukkan ke dalam ragi saya, mengkode protein fluoresen. Seekor ayam yang memilikinya akan, sebagai konsekuensinya, memancarkan cahaya yang menakutkan di bawah sinar UV. Selanjutnya, Tizard menemukan cara untuk memasukkan gen fluoresensi agar dapat diturunkan ke keturunan jantan saja. Hasilnya adalah ayam betina yang anaknya bisa diberi jenis kelamin saat mereka masih di dalam cangkangnya.

Tizard tahu bahwa banyak orang yang ketakutan oleh organisme hasil rekayasa genetika. Mereka menganggap gagasan memakannya menjijikkan, dan melepaskannya ke dunia kutukan. Meskipun dia bukan provokator, dia, seperti Zayner, percaya bahwa orang-orang seperti itu memandang semuanya dengan salah. “Kami memiliki ayam yang bersinar hijau,” Tizard memberitahuku. “Jadi kami memiliki kelompok sekolah yang datang, dan ketika mereka melihat ayam hijau, Anda tahu, beberapa anak berkata, ‘Oh, itu sangat keren. Hei, jika aku makan ayam itu, apakah aku akan menjadi hijau? ‘ Dan saya, seperti, ‘Kamu sudah makan ayam, kan? Apakah kamu sudah menumbuhkan bulu dan paruh? ‘ ”

“Bukannya aku tidak tahan dingin — aku hanya benci liburan.”
Kartun oleh Carolita Johnson

Bagaimanapun, menurut Tizard, sudah terlambat untuk mengkhawatirkan beberapa gen di sana-sini. “Jika Anda melihat lingkungan asli Australia, Anda melihat pohon eukaliptus, koala, kookaburras, apa pun,” katanya. “Jika saya melihatnya, sebagai seorang ilmuwan, yang saya lihat adalah banyak salinan dari genom kayu putih, banyak salinan dari genom koala, dan seterusnya. Dan genom ini berinteraksi satu sama lain. Lalu, tiba-tiba, ploomph.dll, Anda menempatkan genom tambahan di sana — genom kodok-tebu. Itu tidak pernah ada sebelumnya, dan interaksinya dengan semua genom lain ini merupakan bencana besar. Itu menghilangkan genom lain sepenuhnya. ” Dia melanjutkan, “Apa yang tidak dilihat orang adalah bahwa ini sudah merupakan lingkungan yang dimodifikasi secara genetik.” Spesies invasif mengubah lingkungan dengan menambahkan seluruh makhluk yang bukan miliknya. Insinyur genetika, sebaliknya, hanya mengubah beberapa bentangan DNA di sana-sini.

“Apa yang kami lakukan berpotensi menambahkan mungkin sepuluh gen lagi ke dua puluh ribu gen kodok yang seharusnya tidak ada di tempat pertama, dan sepuluh itu akan menyabotase yang lain dan mengeluarkannya dari sistem dan dengan demikian mengembalikan keseimbangan,” Kata Tizard. “Hal klasik yang dikatakan orang tentang biologi molekuler adalah: Apakah Anda mempermainkan Tuhan? Tidak. Kami menggunakan pemahaman kami tentang proses biologis untuk melihat apakah kami dapat memperoleh manfaat dari sistem yang mengalami trauma. “

Secara resmi dikenal sebagai Rhinella marinaKodok tebu berwarna coklat bercak, dengan tungkai tebal dan kulit bergelombang. Deskripsi pasti menekankan ukurannya. “Rhinella marina adalah bufonid yang sangat besar dan berkutil (katak sejati), ”catatan Dinas Perikanan dan Margasatwa AS. Survei Geologi AS mengamati bahwa “individu besar yang duduk di jalan raya dengan mudah disalahartikan sebagai batu besar”. Kodok tebu terbesar yang pernah tercatat memiliki panjang lima belas inci dan berat enam pon — sama dengan chihuahua gemuk. Seekor katak bernama Big Bette, yang tinggal di Museum Queensland, di Brisbane, pada tahun sembilan belas delapan puluhan, memiliki panjang sembilan setengah inci dan hampir sama lebarnya — seukuran piring makan. Kodok akan makan hampir apa saja yang bisa mereka muat di mulutnya yang besar, termasuk tikus, makanan anjing, dan kodok tebu lainnya.

Kodok tebu berasal dari Amerika Selatan, Amerika Tengah, dan ujung paling selatan Texas. Pada pertengahan tahun delapan belas ratus, mereka dibawa ke Karibia. Idenya adalah untuk meminta kodok dalam pertempuran melawan belatung kumbang, yang mengganggu tanaman komersial daerah itu, tebu. (Tebu, juga, merupakan impor; ini asli dari New Guinea.) Dari Karibia, kodok dikirim ke Hawaii. Pada tahun 1935, seratus dua kodok dimasukkan ke dalam kapal uap di Honolulu, menuju Australia. Seratus satu orang selamat dari perjalanan dan berakhir di sebuah stasiun penelitian di negara tebu, di timur laut Queensland. Dalam setahun, mereka menghasilkan lebih dari 1,5 juta telur. (Seekor katak tebu betina dapat menghasilkan hingga tiga puluh ribu telur sekaligus.) Katak yang dihasilkan sengaja dilepaskan ke sungai dan kolam di wilayah tersebut.

Diragukan bahwa kodok dapat melakukan banyak kebaikan terhadap tebu. Kumbang tebu bertengger terlalu tinggi di atas tanah untuk bisa dijangkau amfibi sebesar batu. Ini tidak mengganggu kodok. Mereka menemukan banyak lagi untuk dimakan, dan terus menghasilkan kodok dengan muatan truk. Dari sepotong pantai Queensland, mereka bergerak ke utara, ke Semenanjung Cape York, dan selatan, ke New South Wales. Suatu saat di tahun sembilan belas delapan puluhan, mereka menyeberang ke Northern Territory. Pada tahun 2005, mereka mencapai tempat yang dikenal sebagai Titik Tengah, di bagian barat Territory, tidak jauh dari kota Darwin.

Di tengah perjalanan, sesuatu yang aneh terjadi. Pada fase awal invasi, kodok bergerak maju dengan kecepatan sekitar enam mil setahun. Beberapa dekade kemudian, mereka bergerak dengan kecepatan dua belas mil setahun. Saat mereka mencapai Middle Point, mereka telah melaju hingga tiga puluh mil setahun. Ketika peneliti mengukur individu di garis depan invasi, mereka menemukan alasannya. Kodok memiliki kaki yang jauh lebih panjang daripada katak di Queensland, dan sifat ini dapat diwariskan. Itu Berita Wilayah Utara memutar cerita di halaman depan, di bawah judul “Kodok SUPER. ” Di samping artikel itu, ada foto katak tongkat yang memakai jubah. “Itu telah menginvasi Territory dan sekarang katak tebu yang dibenci sedang berevolusi,” kata surat kabar itu. Contra Darwin, tampaknya, evolusi bisa diamati secara real time.

Di Persembahkan Oleh : Data SGP