Jakarta - Tiga ilmuwan, Karl Deisseroth, Peter Hegemann, dan Georg Nagel, dianugerahi Hadiah Nobel 2026 dalam bidang Fisiologi atau Kedokteran. Penemuan mereka berfokus pada pengembangan optogenetika, yang merupakan metode untuk mengaktifkan atau menonaktifkan neuron tertentu di otak menggunakan cahaya. Sebelumnya, para peneliti sering bergantung pada data anatomi dan korelasi untuk memahami fungsi otak, karena tidak ada cara untuk mengontrol aktivitas neuron dengan cepat.
Awal Penelitian Chlamydomonas
Pada tahun 1990-an, Peter Hegemann dari Institut Biokimia Max Planck di Jerman mulai menyelidiki bagaimana alga bersel tunggal, Chlamydomonas, dapat berenang cepat menuju cahaya. Ia berusaha mengisolasi protein yang mendukung kemampuan tersebut, tetapi protein yang diambil dari sel tersebut tidak stabil dan sulit untuk diteliti. Ketika genom Chlamydomonas diurutkan, Hegemann menemukan dua gen yang mirip dengan gen protein mikroba yang peka terhadap cahaya. Ia kemudian berkolaborasi dengan Georg Nagel dari Institut Biofisika Max Planck, yang memiliki pengalaman dalam memproduksi protein di sel telur katak.
Keduanya menemukan protein channelrhodopsin-1 dan channelrhodopsin-2, yang berfungsi sebagai saluran di membran sel yang terbuka sebagai respons terhadap cahaya. Protein-protein ini memungkinkan ion bermuatan positif masuk, yang kemudian menghasilkan sinyal listrik. Mereka kemudian fokus pada channelrhodopsin-2, yang bereaksi terhadap cahaya dalam waktu 0,2 milidetik. Sel ginjal manusia dan hamster dimodifikasi secara genetik untuk memproduksi protein ini sehingga menjadi peka terhadap cahaya.
Chlamydomonas dan Penerima Nobel
Penemuan ini memberikan kesempatan bagi Karl Deisseroth, yang bekerja di Howard Hughes Medical Institute dan Universitas Stanford, untuk mengintegrasikan protein tersebut ke dalam otak. Chlamydomonas sendiri dikenal karena kemampuannya untuk berenang menuju cahaya. Ketika peneliti mengaduk alga hijau ini dalam cawan petri, cairan akan berubah menjadi hijau pucat. Saat salah satu sisi cawan diterangi, warna hijau akan bergerak ke arah sumber cahaya, menunjukkan perilaku alga yang berusaha mendekati cahaya.
Chlamydomonas memiliki bintik mata, yaitu titik oranye kecil di permukaan sel yang berfungsi sebagai molekul penangkap cahaya. Menurut Oxford Academic, Chlamydomonas adalah genus alga hijau bersel tunggal yang umumnya ditemukan di air tawar dan tanah lembap. Salah satu spesies yang paling banyak diteliti, Chlamydomonas reinhardtii, menjadi model penting dalam penelitian biologi sel dan molekuler serta aplikasi bioteknologi. Organisme ini dapat bereproduksi secara aseksual melalui pembelahan mitosis, tetapi juga dapat melakukan reproduksi seksual dalam kondisi tertentu, seperti kekurangan nitrogen.
Karakteristik genetik yang unik, termasuk pola pewarisan uniparental untuk sifat-sifat tertentu yang terkait dengan DNA kloroplas dan mitokondria, menjadikan C. reinhardtii sangat berharga dalam penelitian. Kemampuannya untuk bertahan dalam berbagai kondisi dan kesederhanaan genetiknya menjadikannya organisme yang signifikan dalam studi ilmiah.
