Dunia Hewan: Rahasia Beruang Air Bertahan Hidup dalam Kondisi Ekstrem

Dalam dunia hewan, tardigrada atau biasa dikenal sebagai beruang air ini adalah makhluk air kecil yang diketahui memiliki kemampuan bertahan hidup tinggi dalam lingkungan yang ekstrem sekalipun. Beberapa spesies tardigrada, bahkan dapat bertahan hidup di lingkungan yang berbeda. Di mana seringnya berakibat fatal bagi sebagian besar bentuk kehidupan.

Untuk pertama kalinya, para peneliti menjelaskan mekanisme baru yang menjelaskan bagaimana beberapa tardigrada dapat bertahan dalam dehidrasi ekstrem tanpa mengalami kematian. Mereka mengeksplorasi protein yang membentuk gel selama dehidrasi seluler. Gel ini menegang untuk mendukung dan melindungi sel dari tekanan mekanis yang akan membunuh mereka. Protein ini juga telah terbukti bekerja di sel serangga dan bahkan menunjukkan fungsi terbatas dalam sel kultur manusia.

Tardigrada sering menarik perhatian pada diri mereka sendiri, meskipun sangat kecil. Kemampuan luar biasa mereka untuk bertahan hidup dalam situasi yang akan membunuh sebagian besar organisme telah menarik imajinasi publik. Orang dapat dengan mudah membayangkan bahwa dengan memecahkan kode rahasia mereka, kita dapat menerapkan pengetahuan itu pada diri kita sendiri untuk membuat manusia lebih tahan terhadap suhu, tekanan, dan bahkan dehidrasi yang ekstrem.

Tentu saja, ini hanya fiksi ilmiah untuk saat ini. Namun demikian, para peneliti, yang juga terpikat oleh makhluk mikroskopis ini berusaha memahami mekanisme yang bertanggung jawab atas kekuatan mereka, karena ini juga dapat membawa manfaat lain.

“Meskipun air sangat penting untuk semua kehidupan yang kita ketahui, beberapa tardigrada dapat hidup tanpanya selama beberapa dekade. Kuncinya adalah bagaimana sel-sel mereka mengatasi stres ini selama proses dehidrasi,” kata Lektor Kepala Takekazu Kunieda dari Departemen Ilmu Biologi Universitas Tokyo.

“Diperkirakan bahwa ketika air meninggalkan sel, beberapa jenis protein harus membantu sel mempertahankan kekuatan fisik agar tidak runtuh dengan sendirinya. Setelah menguji beberapa jenis yang berbeda, kami telah menemukan bahwa protein yang larut dalam panas (CAHS) dan melimpah di sitoplasma inilah yang unik untuk tardigrada. Sebab, protein ini yang bertanggung jawab untuk melindungi sel mereka dari dehidrasi.”

Penelitian terbaru tentang protein CAHS mengungkapkan bahwa mereka dapat merasakan ketika sel yang mengenkapsulasi mereka menjadi dehidrasi. Saat itulah mereka beraksi. Protein CAHS membentuk filamen seperti gel saat mengering. Ini membentuk jaringan yang mendukung bentuk sel saat kehilangan airnya. Prosesnya reversibel, sehingga sel-sel beruang air ini mengalami rehidrasi. Filamen menyusut dengan kecepatan yang tidak menyebabkan tekanan yang tidak semestinya pada sel. Menariknya, protein menunjukkan jenis tindakan yang sama bahkan ketika diisolasi dari sel tardigrada.

Hasil temuan ini telah dipublikasikan di jurnal PLOS Biology pada 6 September dengan judul "Stress-dependent cell stiffening by tardigrade tolerance proteins that reversibly form a filamentous network and gel."

“Mencoba melihat bagaimana protein CAHS berperilaku dalam sel serangga dan manusia menghadirkan beberapa tantangan yang menarik,” kata penulis utama Akihiro Tanaka, seorang mahasiswa pascasarjana di lab. “Untuk satu hal, dalam upaya memvisualisasikan protein, kami perlu mewarnainya sehingga mereka muncul di bawah mikroskop kami. Namun, metode pewarnaan yang khas membutuhkan larutan yang mengandung air, yang jelas mengacaukan eksperimen mana pun di mana konsentrasi air merupakan faktor yang ingin dikendalikan. Jadi kami beralih ke solusi berbasis metanol untuk mengatasi masalah ini.”

Penelitian tentang mekanisme yang berkaitan dengan pengawetan kering sel atau organisme dapat memiliki banyak aplikasi di masa depan. Kunieda dan timnya berharap melalui pengetahuan baru ini, para peneliti dapat menemukan cara untuk meningkatkan pelestarian bahan sel dan biomolekul dalam keadaan kering. Hal ini dapat memperpanjang umur simpan bahan yang digunakan untuk penelitian. Obat-obatan dengan tanggal kedaluwarsa yang pendek, atau bahkan seluruh organ yang diperlukan untuk transplantasi.

“Segala sesuatu tentang tardigrada sangat menarik. Rentang lingkungan ekstrem yang masih dapat membuat beberapa spesies bertahan hidup membawa kita untuk mengeksplorasi mekanisme dan struktur yang belum pernah dilihat sebelumnya. Bagi seorang ahli biologi, ladang ini adalah tambang emas,” kata Kunieda.

Namun, mengetahui cara mengisolasi dan mengaktifkan protein khusus ini hanyalah permulaan. Kunieda dan timnya berencana untuk menyaring lebih dari 300 jenis protein lain. Beberapa di antaranya mungkin berperan dalam kemampuan luar biasa untuk melestarikan kehidupan beruang air kecil ini.