Paris:
Pada hari Rabu, Hadiah Nobel Kimia dianugerahkan kepada tiga ilmuwan yang membantu menemukan beberapa rahasia abadi protein, bahan penyusun kehidupan.
Sementara Demis Hassabis dan John Jumper dari laboratorium DeepMind Google menggunakan teknik kecerdasan buatan untuk memprediksi struktur protein, ahli biokimia David Baker berhasil merancang protein baru yang belum pernah terlihat di alam.
Penemuan terobosan ini diharapkan dapat membawa banyak kemajuan, mulai dari penemuan obat baru hingga enzim yang memecah polutan.
Berikut penjelasan ilmu di balik kemenangan Nobel.
Apa itu protein?
Protein adalah molekul yang berfungsi sebagai “pabrik segala sesuatu yang terjadi di dalam tubuh kita,” kata Davide Calebiro, peneliti protein di Universitas Birmingham, Inggris, kepada AFP.
DNA menyediakan cetak biru untuk setiap sel. Protein kemudian menggunakan informasi ini untuk mengubah sel tersebut menjadi sesuatu yang spesifik – seperti sel otak atau sel otot.
Protein terdiri dari 20 jenis asam amino yang berbeda. Urutan permulaan asam ini menentukan struktur 3D apa yang akan dipelintir dan dilipat.
Presiden American Chemical Society, Mary Carroll, membandingkan pengoperasian solusi ini dengan kabel telepon kuno.
“Anda bisa meregangkan kabel telepon ini dan kemudian mendapatkan struktur satu dimensi,” katanya kepada AFP.
“Kemudian ia akan muncul kembali” dan mengambil bentuk 3D, tambahnya.
Jadi jika ahli kimia ingin menguasai protein, mereka harus memahami bagaimana rangkaian 2D berubah menjadi struktur 3D.
“Alam sudah menyediakan puluhan ribu protein berbeda, tapi terkadang kita ingin mereka melakukan sesuatu yang belum mereka ketahui caranya,” kata ahli biokimia Perancis Sophie Sacquin-Mora.
Apa yang dilakukan kecerdasan buatan?
Karya para pemenang Hadiah Nobel sebelumnya telah menunjukkan bahwa ahli kimia harus mampu melihat rangkaian asam amino dan memprediksi strukturnya.
Tapi itu tidak mudah. Ahli kimia telah berjuang dengan hal ini selama 50 tahun – bahkan ada kompetisi dua kali setahun yang disebut “Olimpiade Protein” di mana banyak yang gagal dalam tes prediksi.
Hassabis dan Jumper masuk. Mereka melatih model kecerdasan buatan AlphaFold pada semua rangkaian asam amino yang diketahui dan struktur terkaitnya.
Mengingat urutan yang tidak diketahui, AlphaFold membandingkannya dengan urutan sebelumnya, secara bertahap merekonstruksi teka-teki dalam tiga dimensi.
Setelah generasi baru AlphaFold2 mengalahkan Olimpiade Protein 2020, penyelenggara mengira masalahnya telah teratasi.
Model tersebut telah memperkirakan struktur hampir seluruh 200 juta protein yang diketahui di Bumi.
Bagaimana dengan protein baru?
Ahli biokimia Amerika, Baker, memulai proses ini dengan kebalikannya.
Pertama, ia merancang struktur protein yang benar-benar baru, yang belum pernah terlihat di alam.
Kemudian, dengan menggunakan program komputer yang ia kembangkan bernama Rosetta, ia mampu menghitung urutan asam amino yang menjadi asal mulanya.
Untuk mencapai hal ini, tim Rosetta mencari semua struktur protein yang diketahui untuk mencari fragmen protein pendek yang serupa dengan struktur yang ingin mereka bangun.
Rosetta kemudian merevisinya dan mengusulkan suatu urutan yang pada akhirnya bisa menjadi sebuah struktur.
Apa gunanya semua ini?
Menguasai mesin kecil yang mendasar dan penting seperti protein memiliki banyak penerapan potensial di masa depan.
“Hal ini memungkinkan kita untuk lebih memahami cara kerja kehidupan, termasuk mengapa penyakit tertentu berkembang, bagaimana resistensi terhadap antibiotik muncul, atau mengapa mikroba tertentu dapat menguraikan plastik,” demikian isi situs Nobel.
Dia menambahkan bahwa memproduksi protein yang benar-benar baru dapat menghasilkan bahan nano baru, obat-obatan dan vaksin yang ditargetkan, atau bahan kimia yang lebih ramah iklim.
Ketika diminta untuk memilih protein favoritnya, Baker menunjuk pada protein yang dia “rancang selama pandemi yang melindungi dari virus corona.”
“Saya sangat bersemangat dengan ide semprotan hidung yang mengandung protein kecil yang akan melindungi dari semua kemungkinan virus pandemi,” ujarnya pada upacara penyerahan Hadiah Nobel melalui tautan video.
Calebiro menekankan betapa “transformatifnya” penelitian ini.
“Saya pikir ini hanyalah permulaan dari sebuah era baru.”
(Cerita ini belum diedit oleh staf NDTV dan dibuat secara otomatis dari feed sindikasi.)
