Salah satu pertanyaan besar yang belum terjawab tentang asal usul kehidupan adalah bagaimana tetesan RNA (asam ribonukleat) yang mengapung di “sup primordial” bisa berubah menjadi sel-sel yang dilindungi oleh membran. Sel ini kemudian menjadi dasar dari semua bentuk kehidupan, termasuk bakteri, tumbuhan, hewan, dan manusia.
Penelitian baru yang dilakukan oleh para insinyur dari University of Chicago’s Pritzker School of Molecular Engineering (UChicago PME), the University of Houston’s Chemical Engineering Department,, dan ahli biologi dari UChicago Chemistry Department, telah menemukan jawaban potensial untuk misteri ini.
Dalam makalah yang diterbitkan di Science Advances, peneliti postdoktoral dari UChicago PME, Aman Agrawal, bersama dengan rekan-rekannya, termasuk Dekan Emeritus UChicago PME Matthew Tirrell dan ahli biologi peraih Nobel Jack Szostak, menunjukkan bahwa air hujan bisa membantu membentuk dinding berstruktur jaring di sekitar protosel sekitar 3,8 miliar tahun lalu. Ini adalah langkah penting dalam transisi dari tetesan RNA kecil menjadi bentuk kehidupan yang kita kenal sekarang.
Penelitian ini berfokus pada “tetesan koaservat”—yaitu kompartemen alami dari molekul kompleks seperti protein, lipid, dan RNA. Tetesan ini berperilaku seperti tetesan minyak dalam air dan telah lama dianggap sebagai kandidat untuk protosel pertama. Namun, ada masalah: tetesan ini dapat bertukar molekul dengan terlalu cepat dan efisien. Jika setiap tetesan RNA yang mengalami mutasi prakehidupan bertukar RNA dengan tetesan lainnya dalam hitungan menit, semua tetesan akan menjadi sama. Tanpa perbedaan dan persaingan, evolusi tidak bisa terjadi, dan tanpa evolusi, kehidupan juga tidak akan muncul.
Menurut peneliti, jika molekul terus bertukar antara tetesan atau antara sel, maka semua sel dalam waktu singkat akan terlihat sama, dan evolusi tidak akan terjadi karena semuanya akan menjadi klon identik.
Dalam penelitian ini, tim peneliti menemukan bahwa dengan memindahkan tetesan koaservat ke dalam air suling, waktu pertukaran RNA meningkat dari beberapa menit menjadi beberapa hari. Ini cukup lama untuk memungkinkan mutasi, kompetisi, dan evolusi terjadi.
Untuk memastikan bahwa temuan ini sesuai dengan kondisi dunia nyata, mereka mengumpulkan air hujan dari Houston dan mengujinya. Hasilnya konsisten: dinding berstruktur jaring tetap terbentuk, menciptakan kondisi yang memungkinkan munculnya kehidupan.
Meskipun komposisi kimia air hujan di Houston saat ini berbeda dengan air hujan yang jatuh 750 juta tahun setelah Bumi terbentuk, penelitian ini membuktikan bahwa pembentukan dinding jaring di sekitar protosel adalah mungkin. Penelitian ini membawa kita lebih dekat dalam menemukan kondisi kimia dan lingkungan yang memungkinkan protosel berkembang menjadi bentuk kehidupan.
Referensi:
[1] https://pme.uchicago.edu/news/life-drop-rain-new-research-suggests-rainwater-helped-form-first-protocell-walls, diakses pada 25 Agustus 2024.
[2] Aman Agrawal, Aleksandar Radakovic, Anusha Vonteddu, Syed Rizvi, Vivian N. Huynh, Jack F. Douglas, Matthew V. Tirrell, Alamgir Karim, Jack W. Szostak. Did the exposure of coacervate droplets to rain make them the first stable protocells? Science Advances, 2024; 10 (34) DOI: 10.1126/sciadv.adn9657
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.