Cara Baru Atasi Obesitas dan Diabetes

Akhir-akhir ini, para peneliti telah menemukan cara untuk mengatasi obesitas dan diabetes, dua penyakit yang disebabkan karena terlalu banyak mengkonsumsi makanan yang manis- manis atau yang mengandung glukosa. Dengan menggunakan lemak coklat yang berasal dari kulit untuk pembakaran kalori, maka setidaknya dapat mengurangi kalori yang berlebihan di dalam tubuh penderita obesitas.

Seperti yang dipublikasikan pada Nature Report tanggal 29 Juli, para peneliti tersebut mempublikasikan bahwa satu cara untuk mengatasi obesitas dan ketidakteraturan metabolisme seperti diabetes dengan cara membakar sekumpulan dari kalori pembakaran sel-sel lemak coklat.

Francesco Celi, seorang Endokrinologist di Institut Nasional Diabetes dan Digestive serta sakit ginjal di Bethesda, Maryland., mengatakan, “Jaringan lemak coklat datang di garis terdepan untuk mengatasi masalah obesitas karena dapat melakukan pembakaran kalori”

Dia juga menuturkan, penelitian mungkin saja mengungkap kemungkinan pengaktifan lemak coklat, namun tubuh juga bisa saja mencari cara untuk mengkompensasikan agar makan lebih banyak.

Seperti yang diketahui selama ini, lemak coklat digunakan untuk menghangatkan bayi saat baru lahir pada suhu dingin. Dengan temuan ini membuat peneliti berpikir bahwa untuk melawan kegemukan adalah dengan cara meningkatkan jumlah dan aktivitas dari penyimpanan lemak bewarna coklat dalam badan dewasa.

Awal penelitian dilakukan terhadap myoblast tikus. Myoblast merupakan sel-sel sebelum otot. Peneliti mengetahui bahwa satu protein bernama PRDM16 penting untuk memproduksi sel-sel lemak coklat. Peneliti mencangkok sebagian dari sel-sel hidup tikus. kemudian sel-sel lemak coklat membentuk gumpalan yang berbeda di lokasi injeksi, dekat hati/jantung tikus-tikus. Myoblasts ini membagi seperti biasanya. Tetapi ketika peneliti meningkatkan sejumlah protein keduanya, sel-sel dibagi untuk menciptakan pembakaran energi fungsional sel-sel lemak, selain dari pada menggandakan diri mereka.

“Menggunakan lemak coklat untuk membantu mengobati obesitas telah dibicarakan selama lebih dari 30-40 tahun. Tapi, biasanya orang akan menyerang. Banyak yang mengatakan lemak itu tidak dimiliki orang dewasa, yang lain menyebutkan lemak tersebut tidak memiliki hubungan dengan obesitas dan berat badan. Penelitian terakhir membuktikan, setiap manusia dewasa memiliki lemak coklat yang fungsional dalam tubuh,” jelasnya.

Jadi, dengan pembuktian dari peneliti yang menyatakan bahwa obesitas dan diabetes dapat diatasi dengan menggunakan lemak coklat. Maka, tidak salahnya bagi Anda yang mempunyai penyakit obesitas ataupun diabetes dapat menggunakan cara yang telah dibuktikan oleh para peneliti tersebut.

Selengkapnya...

Jam Biologis Menentukan Waktu Paling Efektif Untuk Kemoterapi

Selama bertahun-tahun telah dipercaya bahwa waktu pemberian kemoterapi adalah salah satu faktor penting bagi efektifitas pengobatan kanker. Namun, kurangnya bukti-bukti solid untuk mendukung pernyataan tersebut membuat pakar kesehatan cenderung mengabaikan parameter waktu ketika memberikan obat pada pasien.

Sebuah studi di University of Carolina, USA, mengusulkan teori bahwa kemoterapi akan bekerja secara efektif pada saat enzim tertentu sedang dalam konsentrasi rendah. Enzim tersebut bekerja untuk membalikkan efek dari obat-obatan kemoterapi. Teori tersebut telah mereka buktikan dengan serangkaian eksperimen menggunakan mencit sebagai hewan eksperimen.

Sistem enzim yang dimaksud dinamakan nucleotide excision repair atau perbaikan nukleotida akibat kerusakan yang disebabkan radiasi ultraviolet dan kemoterapi. Manfaat lain dari pemahaman terhadap sistem tersebut dapat membantu dokter untuk menentukan kapan seseorang harus mendapat sinar matahari yang minumum demi menghindari kanker kulit.

Ketua tim peneliti universitas ini, Aziz Sancar, M.D., PhD, menyatakan bahwa penentuan waktu kemoterapi sangat krusial bagi penyembuhan kanker, dan timnya memiliki data-data molekular untuk mendukung hal tersebut. Pemberian obat harus dilakukan ketika proses reparasi DNA sel-sel kanker berada pada level yang rendah sehingga hasil terapinya akan lebih efisien, dan efek samping pengobatan dapat diminimalisir.

Pemicu dari siklus reparasi DNA sel kanker adalah jam biologis yang mengatur masing-masing organisme dalam rentang waktu per24 jam. Setiap sel dalam tubuh memiliki jam internal tersendiri, dan keseluruhan jadwal tersebut dikendalikan oleh pusat kontrol yang paling besar, yaitu rangkaian neuron dalam otak.

Sancar menyelidiki hubungan fungsional antara ritme harian tubuh terhadap jadwal perbaikan DNA. Dalam proses ini, bagian DNA yang rusak dipotong dan digantikan dengan potongan yang sesuai. Beliau beserta tim memulai penyelidikan mereka dengan menganalisis perbaikan kerusakan sel-sel serebrum (otak besar) pada tikus. Ternyata waktu reparasi minumum terjadi pada pagi hari, dan maksimum terjadi pada malam hari. Setelah itu, mereka mengamati tiap-tiap komponen yang menyusun sistem reparasi tersebut, dan menemukan suatu enzim, bernama XPA, yang levelnya sebanding dengan osilasi jam harian tubuh. Hal ini membuktikan bahwa reparasi DNA berkaitan dengan jam biologis tubuh, serta prosesnya diinisiasi dengan adanya kenaikan level enzim tertentu pada waktu tertentu.

Sancar melanjutkan studinya pada studi sel-sel testis tikus. Dasar dari pengamatan tersebut adalah sisplatin, yaitu agen kemoterapeutik yang digunakan untuk mengobati kanker testis, dan cara kerjanya adalah merusak DNA. Obat ini dianggap manjur oleh banyak orang, salah satunya Lance Armstrong, meskipun 1 dari 10 orang tidak berhasil disembuhkan olehnya, serta efisiensinya lebih rendah untuk kanker usus, ovarium, dan paru-paru. Beliau masih mengujicobakan obat tersebut pada jam-jam di mana reparasi DNA hampir tidak aktif.

Selain itu, beliau juga meneliti waktu-waktu yang paling baik untuk mendapat sinar matahari, tanpa beresiko terkena kanker kulit karena enzim XPA juga memperbaiki mutasi DNA akibat radiasi ultraviolet. Hasil penemuannya menunjukkan, jika kulit tikus memiliki jam biologis yang serupa dengan manusia, maka waktu paling aman untuk berjalan-jalan di bawah sinar matahari adalah pukul 6 hingga 10 dan 14 hingga 18.

Selengkapnya...

Ikatan Baru Ditemukan pada Semua Makhluk Hidup

Setelah 25 tahun penelitian, kimiawan di Amerika Serikat telah mengidentifikasi suatu ikatan kimia unik yang menyatukan molekul-molekul dimer kolagen tipe IV. Ikatan tersebut adalah ikatan sulfilimin (N=S), ikatan yang belum pernah ditemukan dalam molekul-molekul biologis sebelumnya, namun sebenarnya ikatan inilah yang menyebabkanya kuatnya jejaring kolagen ini pada semua jenis hewan mulai dari sponge laut sampai manusia dan bisa menjadi kunci dalam pengobatan penyakit autoimun sindrom Goodpasture.

Billy Hudson, dari Vanderbit University di Tennessee, telah mencurahkan waktunya selama bertahun-tahun untuk meneliti kolagen IV, yang merupakan komponen utama membran dasar dimana jaringan tersusun. Berbagai pemeriksaan kristalografi sinar-X dan spektrometri massa telah menemukan petunjuk tentang sifat-sifat yang mungkin dari ikatan antara kedua molekul ini, tetapi sifat pastinya belum pernah diketahui sampai sekarang. “Kami tahu bahwa ada ikatan kovalen,” kata Hudson, “tetapi kami tidak ada gambaran tentang jenis ikatannya.” Ada lebih dari 28 tipe kolagen berbeda, dan tipe IV terdiri dari dua bagian, masing-masing tersusun atas tiga subunit protein dengan gugus “ekor” kolagen triple-heliks dan gugus “kepala” protein non-kolagen. Kedua bagian kepala saling terkunci satu sama lain (diikat oleh ikatan sulfilimin) dan ekor kolagen terjalin dengan untai-untai di sekitarnya membentuk sebuah jaringan struktural dimana jaringan-jaringan bisa melekat.

Ikatan sulfilimin terbentuk antara gugus sulfida dari sebuah residu metionin pada salah satu gugus kepala ini dan gugus amin dari sebuah residu hidroksilin termodifikasi. Salah satu bukti kunci yang menunjukkan adanya ikatan sulfilimin, kata Hudson, adalah fakta bahwa dimer memiliki massa yang persis sama dengan dua unit lebih kecil dari kedua protein komponen – yang berarti bahwa atom-atom hidrogen dari gugus amina hidroksilin sudah tidak ada. Kami menggunakan beberapa spektrometri massa resolusi tertinggi yang ada, yang bisa mendeteksi selisih 0,001 unit massa [pada sebuah protein dengan massa 5000], dan selisihnya tepat dua,” tambahnya.

Tim peneliti ini menggabungkan data spektroskopi massa ini dengan spektroskopi NMR, yang bisa memberikan lebih banyak informasi tentang lingkungan kimiawi di sekitar masing-masing atom. Yang lebih penting, sinyal 13C-NMR untuk gugus metil pada metionin yang relevan berada pada bagian yang sangat berbeda dari normal, dan lebih menandakan adanya inti karbon setelah sulfilimin dalam molekul-molekul sintetik. “Ikatan sulfilimin juga bisa direduksi [dengan menggunakan tiol] menjadi sulfida dan amina semula,” kata Hudson, “dan jika kita mereduksi ikatan ini kita akan dapat merecovery metionin dan hidroksilisin,” yang menunjukkan bahwa ikatan kolagen berperilaku secara kimiawi seperti sulfilimin.

Kedua bagian “kepala” dari dimer kolagen IV dihubungkan oleh sebuah ikatan sulfilimin (N=S) antara sebuah gugus metionin (Met) dan gugus hidroksilisin (Hyl)

“Ikatan-silang kovalen memang telah lama diketahui ada untuk molekul-molekul kolagen,” kata Manuel Than dari Fritz Lipmann Institute di Jena, Jerman, “tetapi jenis dan sifat kimia ikatan ini telah lama membingungkan para kimiawan.” Than terlibat dalam penelitian dengan sebuah kelompok dari Max Planck Institute for Biochemistry di Martinsried, Jerman, yang meneliti struktur sinar-x dari kolagen IV pada tahun 2002 dan 2005, dan menjelaskan bahwa kristalografi menunjukkan beberapa kepadatan elektron antara residu-residu metionin dan lysin, tetapi analisis sinar-x tidak bisa menyelidiki sifat kimia yang pasti dari ikatan tersebut.

“[Ikatan sulfilimin] bukan merupakan karakteristik standar yang diketahui untuk protein, tetapi kepadatan elektron yang kami temukan dalam analisis sangat cocok dengan ikatan ini,” tambah Than. Hudson yakin bahwa ikatan sulfilimin terbentuk antara kedua bagian dimer oleh sebuah enzim, dan sehingga penemuan enzim tersebut bisa memberikan pengetahuan tentang pengobatan penyakit kanker tertentu dan penyakit utoimun sindrom Goodpasture, dimana antibodi-antibodi menargetkan molekul-molekul kolagen IV. Antibodi Goodpasture tidak terikat ke dimer kolagen IV, hanya monomer-monomer yang terdisosiasi, sehingga Hudson berpendapat bahwa penyakit sindrom Goodpasture ini bisa disebabkan oleh inhibisi enzim yang membentuk ikatan sulfilimin tersebut.

Dia juga menduga bahwa ikatan sulfilimin bisa ditemukan pada biomolekul-biomolekul yang lain: “ketika anda menemukan sebuah ikatan baru yang ternyata terdapat pada semua jaringan hewan, maka sudah pasti alam membentuk ikatan ini dengan peranan yang sangat penting pada makhluk hidup”.

Selengkapnya...

Gen Penyebab Fibrosis Pulmonaris Idiopatik

Fibrosis Pulmonaris Idiopatik (IPF) telah menjadi objek penelitian genetik selama bertahun-tahun. Sejauh ini telah ditemukan tiga gen yang diduga punya hubungan kuat dengan pembentukan penyakit IPF. Gen ketiga, atau yang paling terakhir ditemukan, diidentifikasi oleh tim peneliti dari UT Southwest Medical Center. Mutasi gen tersebut dapat melindungi paru-paru dari patogen, di sisi lain juga menjadi penyebab penyakit patu-paru letal turunan yang biasanya menyerang orang dewasa dan lanjut usia. Bahkan, beberapa peneliti mensinyalir adanya keterkaitan antara gen ini dengan kanker paru-paru.

Di Amerika Serikat sendiri, tercatat sebanyak 40.000 pasien yang meninggal tiap tahunnya dari total 200.000 pasien IPF, menurut catatan Pulmonary Fibrosis Foundation. Pada umumnya, pasien IPF berusia 50 tahun ke atas, dan gejalanya adalah timbul luka-luka serius pada organ respirasi mereka. Kematian biasanya terjadi 3 tahun setelah diagnosa.

Dr. Christine Garcia, asisten profesor bagian pengobatan internal di UT Southwestern mengatakan,”Kami tidak punya obat untuk menyembuhkan penyakit ini. Jika pasien lebih muda dari 65 tahun, transplantasi dapat menjadi pilihan. Sayangnya, sebagian besar pasien IPF lebih tua dari itu.” Tujuan utama dari penelitian mereka adalah mengembangkan suatu pengobatan yang dapat menekan perkembangan penyakit tersebut.

Pada tahun 2007, Garcia dan tim risetnya mengamati garis genetik dua keluarga besar dengan sejarah IPF untuk menentukan gen penyebab penyakit bawaan tersebut. Dalam studi ini mereka menemukan mutasi pada gen tertentu yang dinamakan TERT dan TERC; keduanya berperan dalam produksi enzim telomerase yang memperpanjang struktur DNA di ujung-ujung kromosom (telomer). Dalam sel normal, telomer memendek tiap kali sel membelah. Setelah mencapai panjang tertentu, sel akan berhenti membelah. Pada kasus sel kanker, telomer tidak pernah memendek sehingga sel-sel tersebut akan terus membelah. Mutasi pada salah satu dari gen tersebut dapat ditemukan pada hampir 15% kasus IPF turunan. Sebanyak 40% di antaranya memiliki telomer yang pendek akibat disfungsi telomerase.

Pertanyaan selanjutnya: Apa penyebab IPF pada anggota keluarga dengan telomerase yang normal? Untuk menjawab problem tersebut, Dr. Garcia meneliti keluarga yang tidak mengalami mutasi TERC atau TERT. Mereka menggunakan pendekatan keterkaitan genomik untuk melacak daerah DNA yang sama pada semua anggota keluarga penderita IPF. Hasil observasi menunjukkan adanya mutasi pada gen bernama SFTPA2. Protein yang dikode oleh gen tersebut merupakan protein surfaktan A2; terdapat di cairan paru-paru dan berfungsi untuk melindungi organ dari patogen.

Banyak anggota keluarga yang mengalami mutasi tersebut tidak hanya menderita IPF, tapi juga kanker paru-paru, khususnya adenokarsinoma dengan gejala sel karsinoma bronkiolalveolar. Hasil studi sebelumnya telah banyak membuktikan adanya keterkaitan antara IPF dengan perkembangan sel kanker pada paru-paru. Dr. Garcia menduga sel SFTPA2 inilah penyebabnya. Observasi pada keluarga lain yang memiliki jenis mutasi berbeda pada SFTPA 2 juga menderita IPF dan kanker paru-paru.

Untuk lebih memahami cara kerja dari hasil mutasi gen-gen tersebut, Dr. Garcia sedang melakukan studi molekuler untuk mencari penyebab mengapa mereka menyebabkan penyakit paru-paru. Beliau juga bekerja dengan hewan percobaan untuk mencari tahu efek SFTPA2 terhadap sel-sel pulmonalis yang berbeda.

Selengkapnya...

Fenomena Evolusi Klasik dalam Tabung Reaksi

Sekelompok peneliti dari The Scripps Research Institute telah merancang permodelan mikroskopik yang menyerupai Kepulauan Galapagos. Tabung-tabung reaksi mereka menampung ekosistem buatan di mana molekul-molekul berevolusi menjadi berbagai macam relung; mirip dengan burung-burung Finch yang diceritakan Charles Darwin 150 tahun silam dalam bukunya yang terkenal, The Origin of Species.

Ekosistem mikroskopik tersebut mengalami beragam fenomena evolusi, di antaranya teori survival of the fittest yang menunjukkan bahwa dalam memperebutkan sumber daya alam yang terbatas, hanya individu paling kuatlah yang akan bertahan. Di sisi lain, jika terdapat berbagai sumber daya alam, individu-individu tersebut akan berdiferensiasi dan terspesialisasi menjadi relung-relung dengan ciri khas ekosistem yang berbeda.

Eksperimen yang dipimpin oleh Sarah Voytek, Ph.D. ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang lebih baik terhadap teori evolusi Darwin. Beliau menggunakan molekul untuk mendapatkan hasil yang lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan hewan. Perubahan struktur molekul dan evolusi yang terjadi di dalam masing-masing ekosistem buatan dapat dilihat hasilnya hanya dalam hitungan hari.

Dalam perjalanannya menaiki HMS Beagle, Darwin mengumpulkan dan mempelajari berbagai spesies burung Finch dari beberapa pulau di Kepulauan Galapagos. Burung-burung tersebut memiliki bentuk paruh yang beraneka rupa; sebagian tebal dan kuat, sedangkan yang lain tipis dan lembut. Darwin menemukan bahwa perbedaan itu ternyata dipicu oleh adaptasi mereka terhadap berbagai bentuk biji-bijian yang mereka konsumsi sehari-hari. Semakin besar biji yang harus mereka pecah, semakin besar dan kuat pula bentuk paruhnya. Darwin menduga burung-burung tersebut berasal dari nenek moyang yang sama, namun seiring dengan berjalannya waktu, mereka terpisah menjadi spesies-spesies yang berbeda. Hal inilah yang melandasi teori klasiknya berjudul Niche Partitioning atau pembagian relung, yaitu dua spesies yang hidup dengan sumber daya alam yang sama akan berdiferensiasi menjadi dua spesies berbeda sehingga mereka dapat menggunakan sumber daya yang berbeda pula.

Selama beberapa tahun, Gerald Joyce, M.D., Ph.D. selaku pembimbing riset Voytek, telah bereksperimen dengan sejenis molekul RNA enzimatik yang dapat berevolusi secara kontinu di dalam tabung reaksi. Basis dari evolusi ini adalah kemungkinan terjadinya mutasi setiap kali molekul tersebut bereplikasi. Bahkan, kemungkinannya terhitung minimal satu kali per siklus replikasi sehingga karakteristik populasinya semakin lama akan semakin beragam.

Dua tahun silam, Voytek berhasil menemukan molekul RNA enzimatik lainnya dengan kemampuan evolusi yang sama. Dengan demikian, ia dapat menggabungkan RNA temuan Joyce dengan RNA temuannya sendiri untuk berkompetisi dalam ajang evolusi selayaknya dua spesies di Kepulauan Galapagos. Limit yang diberikan untuk memicu peristiwa tersebut adalah sumber ‘makanan’ berupa molekul esensial yang dibutuhkan masing-masing RNA untuk bereplikasi. RNA yang berhasil melekat dengan molekul tersebut akan bereplikasi, dan dalam siklus tersebut mereka akan bermutasi menjadi strain-strain RNA dengan sifat-sifat yang lebih kuat.

Dalam riset mereka, Voytek dan Joyce melakukan dua set eksperimen. Pertama, mereka mengadu kedua molekul RNA untuk memperebutkan satu sumber makanan. Hasilnya, hanya salah satu molekul RNA yang bisa bertahan hidup sementara yang lainnya perlahan ‘punah’. Percobaan kedua menempatkan kedua molekul RNA dalam lingkungan berisi 5 macam sumber makanan yang asing bagi mereka. Pada awalnya, tiap RNA mampu menguraikan kelimanya, namun belum secara sempurna. Setelah ratusan generasi selanjutnya, masing-masing RNA berubah menjadi dua jenis molekul independen dengan kebutuhan makanan yang berbeda satu sama lain. Mereka hanya menggunakan sumber makanan pilihan mereka, dan menghindari sama sekali sumber makanan lainnya.

Dalam proses kedua tersebut, masing-masing molekul mengalami diferensiasi yang khas. Satu molekul RNA mengurai makanan seratus kali lebih cepat, sementara molekul RNA lainnya menghasilkan replika tiga kali lebih banyak. Keseluruhan hasil eksperimen tersebut merupakan contoh nyata teori evolusi klasik dalam mempertahkan hidup.

Selengkapnya...

Enzim “hidroksietilfosfonat dioksigenase” (HEPD) Mengkatalis Reaksi Kimia Yang “Fantastik”

Mikroba tanah yang menggunakan senyawa kimia untuk melawan kompetitornya menggunakan suatu metabolisme reaksi kimia yang tidak biasa dalam memproduksi senyawa kimia tersebut, para peneliti melaporkan bahwa mikroba tanah tersebut menggunakan enzim yang mengkatalis reaksi yang tidak pernah bisa dilakukan oleh enzim yang selama ini kita kenal yaitu memutus ikatan C-C yang tidak teraktifasi hanya dalam satu lagkah saja.

Para peneliti dari University of Illinois adalah yang pertama kali melaporkan keberadaan enzim ini pada Journal Nature Chemical Biology pada tahun 2007. “Tim kami telah menemukan reaksi kimia yang fantastis ini yaitu pemutusan ikatan C-C tanpa memerlukan hal lain kecuali oksigen”, kata van der Donk, pemimpin peneliti bersama mikrobilogis William Metcalf.

Enzim tersebut diberi nama “hidroksietilfosfonat dioksigenase” (HEPD). Penelitian ini amat penting mengingat HEPD mengkatalis jalur reaksi kimia yang menghasilkan fosfinotrisin (PT), yaitu senyawa yang dihasilkan oleh bakteri yang berguna untuk herbisida pertanian. Senyawa ini sangat efektif ketika digunakan pada tanaman transgenic yang memiliki gene yang tahan terhadap PT. Gen pembawa sifat tahan terhadap PT ini dapat berasal dari bakteri peghasil PT. Dengan menggunakan PT maka bakteri mampu melawan kompetitornya tanpa membunuh dirinya sendiri. Dengan cara yang sama maka tanaman transgenic yang mengandung gen tahan terhadap PT ini akan mampu bertahan dengan adanya herbisida berbasis PT sehingga hanya tanaman liar yang akan dibasmi sedangkan tanamannya tidak terpengaruh.

Penemuan ini merupakan bagin dari proyek University of Illinois yang berkelanjutan dalam mengeksplorasi molekul yang mengandung ikatan karbon-fosfor ( C-P ) yang dihasilkan secara natural. Meskipun senyawaan ini masih sedikit bisa dimengerti, namum penggunaan fosfonat (senyawa dengan ikatan C-P) dan fosfinat (senyawa dengan ikatan C-P-C digunakan secara luas dalam bidang agrikultur dan medis. Dalam bidang agrikultur senyawa ini dipakai dalam herbisida glifosfat sedangkan dalam bidang medis dipakai untuk pengobatan osteoporesis, obat antimalaria fosmidisin dan antibiotic seperti fosfomisin, dehidrofos, dan plumbemisin.

Baik fosfonat dan fosfinat yang diproduksi secara natural maupun sintesis, struktur kedua senyawaan ini adalah mirip dengan senyawa yang banyak dipakai sebagai substrat oleh enzim-enzim yang ada di alam, sehingga hal ini dapat terikat oleh enzim dan menghambat proses metabolisme selanjutnya bakteri atupun organisme lain. Oleh sebab inilah mengapa fosfonat dan fosfinat merupakan kandidat yang baik untuk pengembangan antibiotic baru selain penicillin.

“Dengan mempelajari bagaimana bakteri dapat memproduksi kedua senyawaan tersebut maka para ilmuwan nantinya kemungkinan dapat memprediksi bagaimana bakteri dapat bertahan terhadap obat-obatan baru yang baru dikembangkan”, kata van der Donk. “Dengan cara megetahui bagaimana suatu senyawa dibuat maka akan memberikan kita pemikiran secara analog bagaimana pembuatnya juga tahan terhadap senyawa yang telah disintesis”, tambahnya lagi.

Para tim peneliti berharap bahwa penemuan ini akan mendorong pengembangan sintesis fosfonat dan fosfinat menjadi jauh lebih murah dan penggunaan katalis untuk mensintesis seyawaan tersebut hanya dalam satu tahap. “Setiap kali kita menemukan sesuatu yang baru di alam akan menjadi inspirasi pada kita agar kita mampu menduplikasi proses tersebut untuk penggunaan kesejahteraan manusia”, kata van der Donk.

Selengkapnya...

Tahun 2011 dinobatkan sebagai Tahun Internasional Kimia 2011

Kabar gembira buat semua pecinta kimia, karena dua tahun mendatang tepatnya tahun 2011 dinobatkan sebagai Tahun Internasional Kimia 2011 (International Year of Chemistry – IYC 2011 – Our Life , Our Future). Gagasan Tahun Internasional Kimia 2011 ini pertama kali dicanangkan pada bulan Agustus 2007 pada pertemuan umum The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) di Turin Italia. Gagasan ini ternyata disambut baik oleh dewan PBB dan pada pertemuan PBB bulan Desember 2008, IUPAC dan Organisasi Pendidikan, Ilmu Pengetahuan, dan Kebudayaan Perserikatan Bangsa-Bangsa (UNESCO) menyetujui untuk merayakan tahun 2011 sebagai Tahun Internasional Kimia. Tahun 2011 juga bertepatan dengan peringatan 100 tahun penghargaan Nobel Prize Kimia untuk Mme Maria Sklodowska Curie, yang berarti juga peringatan akan kontribusi wanita ke ilmu sains.

Peranan kimia dalam kehidupan manusia begitu penting, seluruh materi baik padat, larutan dan gas tersusun dari berbagai unsur-unsur kimia dan bahkan seluruh proses kehidupan ditentukan oleh berbagai reaksi kimia. IUPAC dan UNESCO menyadari sudah saatnya untuk memperingati keberhasilan kimia dan sumbangannya bagi kehidupan manusia.

“Tahun Internasional Kimia akan meningkatkan apresiasi global terhadap perkembangan ilmu kimia dalam kehidupan kita dan masa depan kita. Saya berharap peringatan ini dapat meningkatkan kepedulian publik terhadap kimia dan meningkatkan ketertarikan kaum muda akan ilmu sains serta memberikan masa depan yang cerah bagi masa depan kimia”, sambutan dari Ketua the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Professor Jung-Il Jin pada pertemuan PBB.

“Saya menyambut kesempatan untuk memperingati kimia sebagai salah satu dasar dari ilmu sains,” ujar Koichiro Matsuura, Direktur Umum UNESCO, “Meningkatkan kepedulian publik terhadap kimia adalah suatu hal yang sangat penting dalam rangka menjawab tantangan pembangunan yang berkesinambungan. Adalah hal yang mutlak bahwa kimia berperan penting dalam membangun sumber alternatif energi dan menghidupi populasi dunia yang terus berkembang” tambahnya.

Dalam memperingati Tahun Internasional Kimia 2011 akan direncanakan berbagai aktivitas dan event baik regional, nasional dan internasional yang didukung baik dari asosiasi kimia nasional, institusi edukasi, industri, pemerintahan dan organisasi non-pemerintahan. Aktivitas dan event ini berusaha memperkenalkan kepada publik luas tentang peranan kimia, memberikan solusi terhadap tantangan global, dan membangun generasi muda yang peduli terhadap sains.

Situs chem-is-try.org juga akan turut aktif menyukseskan Tahun Internasional Kimia 2011 dengan berusaha bekerjasama dengan beberapa instansi yang peduli dengan sains. Jika kamu punya ide atau masukan untuk menyukseskan Tahun Internasional Kimia 2011, silahkan tulis pada bagian komentar artikel ini. Kami tunggu ide dan masukannya.

Selengkapnya...

Poster Tabel Periodik dalam Bahasa Indonesia

Pada tahun 2005, Pemerintah Jepang bekerjasama dengan Kementrian Edukasi, Budaya, Olahraga dan IPTEK Jepang (MEXT (Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan) membuat kampanye Tabel Sistem Periodik Unsur untuk Setiap Rumah. Poster ini dibagikan secara gratis dalam bentuk PDF dan cetak ke seluruh instansi, organisasi, bahkan personal dengan mendaftar ke MEXT. Kampanye Poster Tabel Sistem Periodik Unsur ini bertujuan agar banyak orang-orang Jepang terutama generasi muda untuk mengenali unsur-unsur kimia di sekitarnya dan menumbuhkan rasa cintanya terhadap ilmu sains.

Poster Tabel Periodik berwarna berukuran A3 ini dibuat dengan definisi masing-masing elemen, disertai dengan gambar dan keterengan sifat fisik dan kimia. Masih teringat masa ketika masih mengenyam pendidikan di Universitas Jepang, segera mendaftar melalui registrasi online untuk mendapatkan Poster Tabel Periodik ini.

Saat itu, ada keinginan penulis untuk menterjemahkan dalam bahasa Indonesia agar orang Indonesia pun bisa menikmati Poster Tabel Periodik ini, namun tujuan tersebut tidak tercapai karena kesulitan untuk dapat menghubungi MEXT. Namun tidak disangka, ternyata Tabel Periodik ini telah diterjemahkan oleh 3 orang staff Junior Expert yaitu Yuko Hasegawa, Yuka Okunari, Eri Gouda. Sebagai tambahan, JICA sebuah lembaga NGO Jepang yang mendukung program pembangunan negara-negara berkembang.

“Dengan tujuan yang sama, yaitu, supaya banyak orang-orang Indonesia bisa semakin mengenali sains, versi Jepang kami terjemahkan ke dalam bahasa Indonesia” begitulah kutipan yang didapat dari situs MEXT. Data poster bisa di-down-load dari link dibawah artikel dengan bebas dalam ukuran A3 maupun A2. “Kami senang kalau banyak orang Indonesia download data ini dari sini, lalu print dan tempel poster di dinding rumah, sekolah dll (print “outdoor” dg ukuran 100cm x 140cm cocok untuk dinding ruang sekolah).” demikian tambahan keterangan dari ketiga staff.

Pada pemanfaatan Poster Tabel Periodik dalam Bahasa Indonesia ini, untuk menjaga ketentuan dari MEXT, diminta untuk mentaati aturan sebagai berikut:

(1) Poster maupun datanya tidak boleh dijual.

(2) Isinya maupun lay-out Poster maupun datanya tidak boleh diubah atau diedit.

(3) Tidak boleh mengambil hanya sebagian saja. Contoh, tidak boleh suatu gambar yang di dalam oster digandakan atau dicetak untuk tujuan lain.

Download Tabel Periodik ukuran A3

Download Tabel Periodik ukuran A2 bagian kiri, dan A2 bagian kanan

Selengkapnya...

Molekul Baru di Angkasa

Penemuan dari dua campuran yang kompleks mengisyaratkan keaneka-ragaman bahan kimia yang bersembunyi di angkasa.

Suatu team riset internasional melakukan riset mendalam terhadap suatu awan yang berupa gas berada di pusat galaksi bima sakti dan mendeteksi adanya etil formate dan n-propyl sianida, dua di antara molekul organik paling kompleks yang pernah di amati di sistem luar matahari. Berdasarkan model komputer dan bukti spectroscopic bagaimana molekul dibentuk, ilmuwan percaya bahwa molekul dengan bahan kimia yang lebih kompleksitas lagi sedang menanti untuk ditemukan di angkasa.

Salah satu dari molekul itu adalah glycine, asam amino yang paling sederhana, yang terhindar dari pendeteksian sampai sekarang. Glycine adalah dua campuran yang memiliki ukuran dan kompleksitas yang sama dan kehadiran nya akan membantu memperkuat kecurigaan bahwa ilmu kimia prebiotik ada di sistem luar matahari kita.

Robin T. Garrod salah seorang anggota riset adalah seorang ahli astrokimia di Cornell University, mengumumkan penemuan pada 21 April 2009 pada waktu European Week of Astronomy & Space Science di University of Hertfordshire, di Inggris. Penelitian ini juga dilaporkan di jurnal Astronomi & Astrofisika (DOI: 10.1051/0004-6361/200811550).

Ulasan penemuan ahli Astrokimia Steven B.B. Charnley dari NASA’s Goddard Space Flight Center, di Greenbelt, Md., seperti yang dikatakan C&EN yang mendeteksi campuran ini membantu melepaskan cahaya baru dan bagaimana molekul yang kompleks dibentuk di angkasa dan ” dorongan untuk masa depan terhadap pencarian asam amino yang lebih tinggi, seperti halnya untuk nucleobases dan tanda heterocyclic mereka .”

Peneliti menggunakan spektroskopi millimeter gelombang panjang untuk mempelajari suatu awan tebal dari gas dan partikel debu yang dingin di daerah formasi bintang Sagittarius B2. Tempat ini di alam semesta telah menjadi suatu harta terpendam yang banyak terdapat molekul organic kecil yang berbeda jenis ( C&En, Juni 16, 2008, halaman 58). Meskipun demikian, mendeteksi etil formate dan n-propyl sianida sulit untuk ilmuwan sebab 36 garis spektrum mereka untuk dua campuran overlap dengan 3700 garis spektrum dari molekul banyak dideteksi orang.

Selengkapnya...

Metode Kimia untuk Deteksi Dini Gempa

Ilmuwan di Stockholm University di Swedia telah mengembangkan sebuah metode baru untuk memprediksi gempa bumi dengan bantuan geokimia. Metode ini melibatkan pengukuran kandungan logam tertentu dalam air tanah, yang berubah sebelum dan setelah terjadinya sebuah gempa.

Tim penelitian yang ada dibalik penemuan ini, seperti diterbitkan dalam isu terakhir jurnal ilmiah Geology, dipimpin oleh Alasdair Skelton, profesor petrologi dan geokimia di Stockholm University. Anggota lain dari kelompok penelitian ini adalah Lillemor Claesson di departemen yang sama.

Gempa bumi menjadi ancaman bagi daerah-daerah dimana lempeng-lempeng benua bertemua seperti Jepang, Turki, Cina, California dan lain-lain. Yang menjadi permasalahan utama adalah sulitnya memprediksi gempa dengan cepat dan risiko-risiko di daerah-daerah yang rentan kena gempa ini. Kini Alasdair Skelton dan tim penelitiannya mengklaim bahwa kita bisa memprediksi getaran gempa dengan mengukur bagaimana kandungan logam dalam air tanah berubah.

Metode ini dikembangkan di Islandia, sebelum dan setelah terjadinya sebuah gempa besar (5,8 Skala Ritcher). Perairan Ice Age diambil sampelnya dari sebuah sumur dengan kedalaman 1,5 km di Islandia Utara dan dipantau selama 10 pekan sebelum dan satu tahun setelah gempa.

Puncak kandungan zat besi dan kromium, mangan, zink dan tembaga dideteksi pada 10, 5, 2, dan 1 pekan sebelum gempa bumi. Setelah getaran gempa, kadar logam-logam ini kembali menjadi normal. Perbandingan dengan penelitian-penelitian eksperimental menandakan bahwa zat-zat kimia ini dilarutkan dari batuan sekitarnya, tetapi pada suhu yang lebih tinggi dan dengan demikian lebih dalam di kerak bumi. Migrasi upward (keatas) dari air yang mengandung zat kimia ini ke stasiun pengambilan sampel penelitian bisa disebabkan oleh perubahan-perubahan permeabilitas kerak bumi, yang disebabkan oleh akumulasi energi sebelum gempa bumi.

Alasdair Skelton menganggap bahwa sekaranglah saatnya untuk menguji apakah pengamatan-pengamatan dari Islandia ini sejalan dengan pengamatan dan pengukuran di daerah-daerah yang rentan gempa lainnya.

“Jadi kimia perairan bisa menjadi sebuah sarana yang dapat membantui kita memprediksi gempa. Beberapa saat setelah gempa, kami mendeteksi peningkatan kadar zat kimia dengan cepat untuk berbagai unsur dan isotop. Kami menginterpretasi perubahan-perubahan ini sebagai tanda cepatnya perubahan permeabilitas zona patahan selama siklus gempa, dengan salah satu reservoir tertutup, sedangkan yang lainnya terbuka,” kata Alasdair Skelton.

Selengkapnya...

Kimia Kehidupan Menangkan Hadiah Nobel 2009

Hadiah Nobel kimia tahun ini telah dianugerahkan kepada para ilmuwan yang meneliti di bidang kimia kehidupan – translasi informasi DNA menjadi protein oleh ribosom.

Para pemenang – Venkatraman Ramakrishnan dari MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB) di Cambridge, UK, Thomas Steitz dari Yale University, US, dan Ada Yonath dari Weizmann Institute of Science di Israel – menggunakan kristalografi sinar-X untuk menentukan struktur ribosom.

Ribosom merupakan sebuah sistem yang merubah informasi yang dikodekan dalam DNA menjadi sebuah protein. Informasi genetika DNA disalin kedalam RNA duta, yang selanjutnya digunakan oleh ribosom sebagai sebuah “buku resep” untuk membuat protein. Ribosom merupakan kompleks antara protein dan RNA yang sangat rumit dan memiliki dua bagian yaitu: subunit kecil, mengandung molekul RNA besar dan sekitar 32 protein, dan subunit besar, yang memiliki tiga RNA dan sekitar 46 protein. Kompleks ini secara keseluruhan mengandung ratusan ribu atom, sehingga penentuan strukturnya merupakan pekerjaan yang sangat berat.

Yonath mulai meneliti struktur ribosom diakhir tahun 1970an. Pada awalnya, dia mengkaji ribosom dari bakteri ekstremofil Geobacillus stearothermophillus, yang bisa bertahan hidup sampai pada suhu 75oC di sumber mata air panas, karena dia menganggap ini mungkin berarti bahwa ribosomnya lebih stabil. Dia mendapatkan hasil pertamanya di awal tahun 1980 – struktur 3D awal dari subunit besar – tetapi diperlukan waktu 20 tahun lagi sebelum seluruh struktur atom dari ribosom berhasil dipetakan.

Akan tetapi, ukurannya yang sangat kecil menjadikan penelitian ini sebagai tantangan kristalografi yang sangat besar. Salah satu permasalahan adalah bagaimana menentukan sudut fase apabila terdapat begitu banyak atom dalam molekul. Normalnya, ini dilakukan dengan merendam kristal dalam atom-atom berat seperti merkuri, tetapi dengan begitu banyaknya yang melekat ke ribosom maka lebih banyak informasi yang diperlukan. Steitz menemukan bahwa kita bisa menggunakan citra-citra mikroskop elektron dari ribosom untuk menentukan bagaimana ribosom ditata dalam kristal, dan data ini ditambah dengan data atom berat memungkinkan sudut fase ditentukan. Struktur kristal pertama yang dia temukan untuk subunit besar diterbitkan di tahun 1998, meskipun dengan resolusi yang rendah.

Pada saat yang bersamaan, penelitian Ramakrishnan tentang subunit kecil menunjukkan bahwa ribosom memiliki sebuah “mistar moekuler” yang memastikan bahwa RNA telah dikodekan dengan tepat. Ketiga struktur dipublikasikan di tahun 2000 yang akhirnya menunjukkan rincian yang cukup untuk memetakan lokasi dari semua atom ribosom – Steitz mempublikasikan subunit besar dari mikroorganisme Haloarcula marismortui dan Ramakrishnan dan Yonath mempublikasikan subunit kecil dari Thermus thermophilus.

Ketiganya juga telah menghasilkan struktur-struktur 3D yang menunjukkan bagaimana antibiotik terikat ke ribosom. Banyak antibiotik umum yang menyerang ribosom bakteri dan tidak menyentuh ribosom manusia, dan struktur-struktur ini sedang digunakan untuk mengembangkan antibiotik-antibiotik baru.

 

“Saya sangat berhutang budi kepada seluruh rekan-rekan yang brilian, para mahasiswa dan profesor yang bekerja di laboratorium saya karena sains memang merupakan sebuah bidang yang memerlukan banyak kerja sama,” kata Ramakrishnan. “Ide untuk mendukung penelitian dasar jangka panjang seperti yang ada di LMB benar-benar telah mengarah pada terobosan-terobosan, ribosom mulai menunjukkan urgensinya dalam kedokteran.”

“Menentukan struktur ribosom merupakan sebuah upaya besar dari biologi struktural dan kristalografi, dan ribosom merupakan kompleks protein tunggal terbesar yang telah berhasil dipecahkan sejauh ini,” kata Tony Wood, kepala kimia medisinal di Pfizer. “Ini memberikan pengetahuan mendasar tentang proses-proses yang penting dalam sintesis protein pada organisme hidup, dan mereka sangat pantas mendapatkan hadiah Nobel tersebut.”

Selengkapnya...

Kelanjutan Penemuan Air di Bulan

Bukti kuat tentang adanya air di permukaan bulan telah ditemukan oleh tiga penelitian spektroskopis berbasis-satelit terpisah. Meskipun jumlah air yang ada kelihatannya kecil, namun ini dianggap berpotensi bermanfaat bagi para astronot yang mengunjungi bulan.

“Pemeriksaan-pemeriksaan sebelumnya hanya mendeteksi hidrogen dan tidak pernah dibuktikan dengan apa hidrogen tersebut terikat,” kata Roger Clark di US Geological Survey di Denver, yang juga terlibat dalam dua dari penelitian ini. “Sekarang telah dilaporkan pendeteksian ikatan kimia OH dan H2O.”

Carle Pieters di Brown University, US, dan timnya – yang anggotanya termasuk Clark – menganalisis data yang diambil selama berlangsungnya misi India’s Chandrayaan-1 di akhir tahun 2008. Spektrometer M3 (moon mineralogy mapper) NASA merekam serapan inframerah (IR) di dekat 2,8 sampai 3,0 mikrometer – yang konsisten dengan OH dan H2O – mendekati kutub lunar pada permukaan teratas dari bulan.

Clark selanjutnya menganalisis ulang data spektroskopis IR yang dikumpulkan pada pesawat Cassini di tahun 1999. Dia kembali mengidentifikasi serapan di dekat 3 mikrometer dekat ke kutub dan pada ketinggian rendah. Dia mengatakan bahwa jumlah air “yang terlihat” kelihatannya berkisar antara 10 sampai 1000 ppm.

Diduga bahwa ketika permukaan bulan terpapar terhadap ion-ion hidrogen dalam solar wind, oksigen terlepas dari mineral-mineral lunar dalam bentuk OH dan H2O

Dukungan tambahan untuk keberadaan air ini datang dari Jessica Sunshine di University of Maryland, US, dan rekan-rekannya yang mengumpulkan data di bulan Juni 2009 pada pesawat-satelit Deep Impact. Memenuhi permintaan tim Pieter mereka mengkaji tempat-tempat sama pada waktu yang berbeda dengan menggunakan spektrometer IR. Mereka mendeteksi OH dan H2O terikat yang menutupi banyak permukaan bulan.

Sunshine menambahkan bahwa pola harian yang diamati timnya menunjukkan bahwa pembentukan dan retensi OH dan H2O merupakan sebuah proses kontinyu. Temuan-temuan ini semakin membenarkan “solar wind theory” tentang mengapa ada air di bulan, tambah Sunshine. Teori ini menyebutkan bahwa ion-ion hidrogen dalam solar wind melepaskan oksigen, dalam bentuk OH dan H2O, dari permukaan bulan.

“Hasil Chandryaan-1 merupakan penemuan yang pertama tetapi instrumen M3 hanya mencakup sebagian panjang gelombang yang relevan,” kata Paul Lucey, seorang ahli dalam sains planet dan penginderaan jarak jauh di University of Hawaii. “Pengukuran Cassini mencakup semua panjang-gelombang relevan, sehingga mengkonfirmasi dan menguatkan temuan ini tetapi pada resolusi yang sangat rendah. Pengukuran Deep Impact juga mencakup kisaran panjang-gelombang yang diperulkan untuk konfirmasi, dan mampu mengukur tempat-tempat sama pada waktu-waktu yang berbeda, yang menunjukkan bahwa air tersebut sedang bermigrasi pada permukaan bulan.”

Untuk memberikan gambaran tentang kuantitas air yang ditemukan itu, Sunshines mengatakan: “Jumlah air yang kita bicarakan ini masih lebih kecil dari jumlah air yang terdapat dalam tanah padang pasir yang paling kering di Bumi.”

Para peneliti tertarik dengan ide untuk mengumpulkan air tersebut. “Ada kemungkinan sumber air statis dapat dijebak secara langsung oleh para astronot,” kata Lucey. Tetapi dia mengingatkan bahwa sumber tersebut akan sangat kecil dan memerlukan kolektor yang sangat besar.

Selengkapnya...

FDA Mengesahkan Tes Diagnosa Terbaru Untuk Pengobatan Flu Babi

Pejabat Amerika Serikat saat ini sangat disibukkan dengan berjangkitnya penyakit flu Babi yang dipercaya dimulai dari Meksiko dan telah mulai menyebar dengan cepat ke seluruh belahan dunia. Penelitian menemukan bahwa beratus-ratus orang di sedikitnya 11 negara, termasuk Amerika Serikat telah terinfeksi virus yang baru ditemukan yaitu Influenza A (H1N1)

Pihak Food & Drug Administration (FDA) menanggapi ancaman tersebut dengan mengesahkan penggunaan obat antivirus tertentu untuk melawan virus tersebut dan penggunaan tes laboratorium untuk membantu mendeteksi virus.

Keputusan FDA mengijinkan dokter untuk memberikan obat Tamiflu kepada anak-anak usia kurang dari 1 tahun dan memberikan ijin pendistribusian lebih luas untuk produk Tamiflu dan Relenza. Berita mengenai keputusan darurat FDA ini mengakibatkan melonjaknya saham dari Roche, Golead Science dan GlaxoSmithKline sebagai produsen obat antivirus yang ditunjuk.

Keputusan ini juga memberi hak kepada Center Disease Control and Prevention (CDC) untuk menggunakan metode real time reaksi transcriptase rantai polymerase terbalik panel tes diagnosa Flu Babi untuk mengkualifikasi laboratorium kesehatan umum, walaupun tes tersebut belum disetujui oleh FDA

Tes diagnosa tersebut bekerja dengan cara menguji materi genetik virus yang di ambil dari tissue/sapu tangan penderita . “Hasil positif mengindikasikan bahwa pasien diasumsikan tertular oleh virus flu Babi namun belum masuk pada tahap infeksi. Namun hasil yang negatif tidak menutup kemungkinan terinfeksi flu Babi ” ungkap FDA.

CDC telah mengeluarkan 25% dari obat antivirus dari Cadangan Strategis Nasional kepada 50 negara bagian. Perusahaan farmasi mengatakan mereka sanggup untuk melayani permintaan yang tinggi akan produk mereka. Di tengah ketakutan pandemik flu Burung pada 2006, Roche memperluas kerjasama dengan supplier oseltamivir, zat aktif dari Tamiflu. Meningkatnya rantai suplí bahan baku tersebut memungkinkan Roche untuk meningkatkan kapasitas produksi tahunannya lebih dari 30% hinggá 400 juta perlakuan.

Sebuah kongres darurat diselenggarakan untuk mendiskusikan wabah virus flu Babi dan memastikan bahwa badan Kesehatan Federal telah berkoordinasi dengan baik. Presiden Barack Obama meminta Kongres untuk mengeluarkan dana sebesar $ 1.5 milyar untuk mengatasi wabah Flu Babi yang sedang menghebohkan dunia ini. Selengkapnya...