Courtesy of InterestingEngineering

Penemuan Mekanisme Baru Karang untuk Berubah Sensitif pada Cahaya UV dan Tampak

Menjelaskan mekanisme baru opsin karang yang menggunakan ion klorida untuk beralih sensitivitas cahaya antara UV dan cahaya tampak, serta potensi aplikasi di bidang bioteknologi dan optogenetik yang dapat beradaptasi dengan kondisi pH lingkungan.

07 Sep 2025, 19.21 WIB

243 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Koral memiliki kemampuan unik untuk mengubah sensitivitas cahaya mereka berdasarkan kondisi pH lingkungan.
Mekanisme baru yang ditemukan dalam opsin koral menggunakan ion klorida, berbeda dari opsin hewan lainnya.
Penelitian ini membuka peluang baru dalam pengembangan alat optogenetik yang dapat digunakan dalam bioteknologi.

Osaka, Jepang - Para peneliti di Osaka Metropolitan University menemukan cara unik karang Acropora tenuis bisa mengubah sensitifitas penginderaan cahayanya antara ultraviolet dan cahaya tampak. Ini bertolak belakang dengan kebanyakan hewan yang menggunakan asam amino spesifik untuk mendeteksi cahaya. Karang memanfaatkan ion klorida dari lingkungan sekitar untuk membantu protein opsin mereka mendeteksi cahaya.

Protein opsin, yang juga ditemukan di retina manusia, biasanya memerlukan asam amino bermuatan negatif sebagai counterion agar bisa menyerap cahaya gelombang tampak. Namun, opsin karang ASO-II menggunakan ion klorida yang lebih lemah dalam menstabilkan molekulnya, memungkinkan opsin untuk secara fleksibel beralih antara UV dan cahaya tampak dengan menyesuaikan pH di sekitar mereka.

Penyesuaian ini berhubungan erat dengan fotosintesis alga yang hidup di dalam sel karang. Alga mengubah pH internal saat mereka menyerap cahaya, sehingga karang bisa menyesuaikan sensitivitas cahaya opsinnya secara real time. Mekanisme ini penting untuk membantu karang beradaptasi terhadap perubahan lingkungan, termasuk pengasaman laut sebagai efek perubahan iklim.

Studi ini juga mengungkap bahwa opsin ASO-II bisa mengatur ion kalsium dengan cara yang bergantung cahaya dan pH. Fitur ini membuka kemungkinan pemanfaatan protein ini sebagai alat optogenetik yang dapat mengubah kemampuan pengendalian biologis melalui perubahan gelombang cahaya yang ditangkap berdasarkan kondisi pH.

Penemuan ini memberikan wawasan baru bukan hanya tentang keunikan karang dalam merespon cahaya, tetapi juga menawarkan kesempatan bagi bidang bioteknologi dan kedokteran untuk mengembangkan teknologi yang bisa menyesuaikan fungsi biologis dengan lingkungan secara dinamis.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/reefs-see-light-without-eyes

Analisis Kami

"Penemuan penggunaan ion klorida sebagai counterion dalam opsin karang adalah loncatan besar yang memecahkan paradigma lama dalam penelitian protein penginderaan cahaya. Ini menunjukkan bahwa evolusi bisa menghasilkan solusi unik yang memanfaatkan ion lingkungan secara langsung, memberikan banyak peluang untuk rekayasa protein dan aplikasi teknologi baru."

Analisis Ahli

Yusuke Sakai

"Ion klorida memberikan stabilitas yang lebih rendah kepada Schiff base dibandingkan asam amino, memungkinkan opsin untuk beralih antara sensitivitas cahaya yang berbeda secara reversibel berdasarkan pH."

Mitsumasa Koyanagi

"ASO-II opsin dapat mengendalikan ion kalsium secara bergantung cahaya dan menawarkan potensi besar sebagai alat optogenetik dengan sensitivitas gelombang cahaya yang berubah sesuai pH lingkungan."

Prediksi Kami

Dalam beberapa tahun ke depan, penelitian ini dapat membuka jalan untuk pengembangan teknologi optogenetik yang peka terhadap pH, memungkinkan kontrol biologis dan medis yang lebih presisi dengan menyesuaikan sensitivitas cahaya secara dinamis.