Implikasi Besar – Para Ilmuwan Menemukan Alga yang Tidak Membutuhkan Vitamin B12 Untuk Bertahan Hidup
Sebuah penelitian baru-baru ini mengungkapkan bahwa Phaeocystis antarctica, alga asli Samudera Selatan, dapat tumbuh subur tanpa vitamin B12, hal ini menantang asumsi sebelumnya. Penemuan ini, yang menunjukkan kemampuan adaptasi alga terhadap kelangkaan B12 melalui gen unik, mempunyai implikasi terhadap ekosistem Antartika, model perubahan iklim, dan penelitian masa depan mengenai strategi kelangsungan hidup alga dalam lingkungan yang berubah.
Kekurangan vitamin B12 dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius dan berpotensi mematikan pada manusia. Hingga saat ini, kekurangan yang sama diperkirakan juga berdampak pada jenis alga tertentu. Namun, penelitian terbaru mengenai alga Phaeocystis antartika (P.antartika), terkena berbagai kondisi zat besi dan vitamin B12, mengungkapkan bahwa organisme ini dapat bertahan hidup tanpa B12. Temuan ini bertentangan dengan prediksi sebelumnya yang dibuat melalui analisis urutan genom terkomputerisasi, yang menunjukkan ketahanan tak terduga alga terhadap kekurangan B12.
Alga, yang berasal dari Samudra Selatan, bermula dari sel tunggal yang dapat berubah menjadi koloni berskala milimeter. Penelitian ini dipublikasikan di PNAS dan dilakukan oleh DENGAN, WHOI, JC Venter Institute, dan Scripps Institution of Oceanography (UCSD). Ditemukan bahwa tidak seperti fitoplankton kutub utama lainnya, P.antartika dapat bertahan hidup dengan atau tanpa vitamin B12.
“Vitamin B12 sangat penting bagi metabolisme alga karena memungkinkan mereka membuat amino utama asam lebih efisien,” kata Makoto Saito, salah satu penulis studi dan ilmuwan senior di Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI). “Ketika Anda tidak bisa mendapatkan vitamin B12, hidup punya cara untuk mendapatkannya asam amino lebih lambat, menyebabkan mereka tumbuh lebih lambat juga. Dalam hal ini, ada dua bentuk enzim yang membuat asam amino metionin, satu membutuhkan B12, dan satu lagi yang lebih lambat, namun tidak membutuhkan B12. Ini berarti P.antartika memiliki kemampuan untuk beradaptasi dan bertahan dengan ketersediaan B12 yang rendah.”
Para peneliti melakukan studi tentang P. Antartika di atas kapal R/V Palmer di Laut Ross. Kredit: Makoto Saito
Penemuan Gen MetE
Para peneliti sampai pada kesimpulan mereka dengan mempelajari P. antartika protein dalam kultur laboratorium, dan juga mencari protein kunci dalam sampel lapangan. Selama pengamatan mereka, mereka menemukan alga tersebut memiliki protein fusi metionin sintase (MetE) yang independen terhadap B12. Gen MetE bukanlah hal baru, namun sebelumnya diyakini tidak dimiliki oleh manusia P.antartika. MetE memberi alga fleksibilitas untuk beradaptasi dengan ketersediaan vitamin B12 yang rendah.
“Studi ini menunjukkan bahwa kenyataannya lebih kompleks. Bagi sebagian besar alga, mempertahankan metabolisme yang fleksibel untuk B12 adalah hal yang bermanfaat, mengingat betapa langkanya pasokan vitamin di air laut,” kata Deepa Rao, peneliti utama studi tersebut dan mantan postdoc MIT. “ Memiliki fleksibilitas ini memungkinkan mereka membuat asam amino esensial, bahkan ketika mereka tidak memperoleh cukup vitamin dari lingkungan. Menyiratkan bahwa klasifikasi alga yang memerlukan B12 atau tidak mungkin terlalu sederhana.”
Sebuah gunung es mengapung di perairan dingin Antartika. Kredit: Foto oleh Makoto Saito, Lembaga Oseanografi Woods Hole
Antartika, yang berada di dasar jaring makanan, diperkirakan sepenuhnya dikendalikan oleh nutrisi zat besi. Penemuan gen MetE juga menunjukkan kemungkinan vitamin B12 berperan dalam hal ini. Karena kehadirannya di P.antartikakemampuan adaptasi alga ini memberinya potensi keuntungan untuk berkembang di awal musim semi Australia ketika bakteri yang menghasilkan B12 semakin langka.
Arah Penelitian Masa Depan
Penemuan ini juga mempunyai implikasi terhadap perubahan iklim. Samudra Selatan, di mana P.antartika ditemukan, memainkan peran penting dalam siklus karbon bumi. P.antartika menyerap CO2 dan melepaskan oksigen melaluinya fotosintesis.
“Seiring dengan pemanasannya iklim global, semakin banyak zat besi yang masuk ke pesisir Samudera Selatan dari gletser yang mencair,” kata Saito. “Memprediksi faktor pembatas berikutnya setelah zat besi itu penting, dan B12 tampaknya menjadi salah satunya. Para pembuat model iklim ingin mengetahui berapa banyak alga yang tumbuh di lautan agar dapat membuat prediksi yang tepat dan mereka telah melakukan parameterisasi zat besi, namun mereka belum memasukkan B12 ke dalam model tersebut.”
“Kami secara khusus tertarik untuk mengetahui lebih banyak tentang tingkat keragaman tingkat strain. Akan menarik untuk melihat apakah strain independen B12 memiliki keunggulan kompetitif di Samudra Selatan yang lebih hangat,” kata salah satu penulis studi Andy Allen, profesor gabungan di J. Craig Venter Institute dan Scripps Institution of Oceanography di Universitas dari Kalifornia, San Diego. “Karena kemandirian B12 harus dibayar dalam hal efisiensi metabolisme, pertanyaan penting adalah apakah strain yang membutuhkan B12 akan bergantung pada bakteri penghasil B12.”
Penemuan itu P.antartika memiliki kemampuan beradaptasi dengan ketersediaan vitamin B12 yang minim ternyata juga berlaku pada banyak vitamin lainnya jenis ganggang yang sebelumnya juga dianggap sebagai pengguna B12 yang ketat. Temuan dari penelitian ini akan membuka jalan bagi penelitian masa depan terkait siklus karbon dan bagaimana berbagai jenis alga bertahan hidup di lingkungan yang dingin dan keras di Samudra Selatan.
Referensi: “Fleksibel B12 ekofisiologi dari Phaeocystis antartika karena fusi B12–sintase metionin independen dengan homolog yang tersebar luas” oleh Deepa Rao, Zoltan Füssy, Margaret M. Brisbin, Matthew R. McIlvin, Dawn M. Moran, Andrew E. Allen, Michael J. Follows dan Mak A. Saito, 2 Februari 2024, 2024; Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
DOI: 10.1073/pnas.2204075121
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
