Apakah bisa kita banyangkan jika bayangan kita di cermin dapat hidup secara nyata ?. Hal ini mungkin terasa seperti dongeng, namun dunia sains bergerak begitu dinamis, sampai hal-hal yang tidak mungkin dapat menjadi mungkin.
Mirror life (kehidupan cermin) merupakan upaya untuk membentuk kehidupan secara sintetik di laboratorium. Pertanyaan mendasarnya adalah apakah ini mungkin ?, dan jawabannya adalah ‘ya’. Lebih dari teknologi CRISPR atau DNA rekombinan yang klasik, mirror life adalah penerapan ekstrim dari sintetik biologi.
Seperti banyangan di cermin, dalam mirror life, makluk hidup yang di sintesis akan memiliki orientasi yang berbeda dengan kita. Tangan kanan anda di cermin adalah tangan kiri anda. Orientasi ini dalam kimia di kenal sebagai kiralitas. Semua biomolekul bersifat homokiralitas. Asam amino bersifat L dan DNA/RNA bersifat D. Makluk hidup sintetik yang di hasilkan akan memiliki asam amino D dan DNA/RNA L.
Berbicara tentang kehidupan dan membuat sesuatu yang hidup, maka pertanyaannya mengerucut pada “bagaimana mensintesis molekul kehidupan, yaitu protein ?”. Pada makluk hidup seperti kita Homo sapiens, protein di hasilkan melalui dogma sentral (DNA – RNA – Protein), lalu bagaimana protein di sintesis di laboratorium ?
Kita kembali ke tahun 1963, ketika Robert Bruce Merrinfield berhasil menemukan metode untuk merangkai asam amino yang stabil menggunakan resin campuran stirena dan divinylbenzene (Merrifield 1963). Resin ini kemudian di kenal sebagai resin Merrinfield dan metodenya disebut SPPS (solid phase peptide synthesis). Merrinfield berhasil merangkai tetrapeptida L-leusil-L-alanilglisil-L-valin menggunakan resin ini. Peptida hasil SPPS memiliki ciri kromatografi, spektrum inframerah dan rotasi optik yang identik dengan metode ester p-nitrophenyl yang di perkenalkan sebelumnya oleh Miklos Bodanszky (Bodanszky 1955).
Keterbatasan SPPS dilengkapi oleh metode NCL (Native Chemical Ligation) dari Philip E. Dawson (Dawson et al. 1994). NCL memungkinkan menghasilkan rantai peptida yang lebih panjang. Terminologi native merujuk pada ligasi secara alami antara peptida, yaitu gugus fungsional 𝛼-thioseter (peptida 1) dan residu sistein (Cys) pada ujung N-terminal (peptida 2) melalui transtioesterifikasi dan perpindahan asil. Namun, metode NCL mempunyai masalah utama yaitu keberadaan asam amino sistein yang langka pada protein alam, sehingga ilmuwan kesulitan jika hendak mencari titik sambung peptida yang memiliki sistein. Kendala ini di atasi melalui metode desulfurisasi yang diperkenalkan oleh Wan dan Danishefsky (2007). Mereka menggunakan sistein secara buatan sebagai pengganti sementara (surogate), sehingga proses NCL dapat berlangsung dalam menyambungkan kedua peptida, lalu dilakukan desulfurisasi yang menghasilkan alanin (-CH3). Fang et al. (2011) memperkenalkan metode peptide hydralize ligation yang menggunakan gugus asil hidrazida sebagai surogate untuk mengatasi gugus tiol yang sulit di sintesis. Proses aktivasi dilakukan pada kondisi asam, lalu pH di ubah menjadi netral untuk proses konversi ke tioester.
Metode-metode ini menjadi gerbang pembuka dalam merangkai asam amino di tabung reaksi, yang memungkinkan mensintesis makluk hidup dari nol. Luar biasa.
Daftar Pustaka
Bodanszky M. 1955. Synthesis of peptides by aminolysis of nitrophenyl esters. Nature. 175(4459):685.
Dawson PE, Muir TW, Clark-Lewis I, Kent SBH. 1994. Synthesis of Proteins by Native Chemical Ligation. Science (1979). 266(5186):776–779.doi:10.1126/science.7973629.
Fang G, Li Y, Shen F, Huang Y, Li J, Lin Y, Cui H, Liu L. 2011. Protein Chemical Synthesis by Ligation of Peptide Hydrazides. Angew. Chem. Int. Ed. 50(33):7645–7649.doi:10.1002/anie.201100996.
Merrifield RB. 1963. Solid Phase Peptide Synthesis. I. The Synthesis of a Tetrapeptide. J. Am. Chem. Soc. 85(14):2149–2154.doi:10.1021/ja00897a025.
Wan Q, Danishefsky SJ. 2007. Free‐Radical‐Based, Specific Desulfurization of Cysteine: A Powerful Advance in the Synthesis of Polypeptides and Glycopolypeptides. Angew. Chem. Int. Ed. 46(48):9248–9252.doi:10.1002/anie.200704195.