Versi aslinya dari cerita ini muncul di Majalah Kuanta.
Bagi molekul RNA, dunia adalah tempat yang berbahaya. Tidak seperti DNA, yang dapat bertahan selama jutaan tahun dalam bentuk untai ganda yang sangat stabil, RNA tidak dibuat untuk bertahan lama—bahkan di dalam sel yang membuatnya. Kecuali jika terikat secara protektif pada molekul yang lebih besar, RNA dapat terdegradasi dalam hitungan menit atau kurang. Dan di luar sel? Lupakan saja. Enzim-enzim penghancur RNA yang rakus ada di mana-mana, disekresikan oleh semua bentuk kehidupan sebagai pertahanan terhadap virus yang menguraikan identitas genetik mereka dalam kode RNA.
Ada satu cara RNA dapat bertahan hidup di luar sel tanpa cedera: dalam gelembung pelindung yang kecil. Selama beberapa dekade, para peneliti telah memperhatikan sel-sel melepaskan gelembung-gelembung membran sel, yang disebut vesikel ekstraseluler (EVs), yang berisi RNA, protein, dan molekul lain yang terdegradasi. Namun kantung-kantung ini dianggap tidak lebih dari kantong sampah yang mengeluarkan sampah molekuler yang terurai dari sel selama pembersihan rutin.
Kemudian, pada awal tahun 2000-an, eksperimen yang dipimpin oleh Hadi Valadi, ahli biologi molekuler di Universitas Gothenburg, mengungkapkan bahwa RNA di dalam beberapa kendaraan listrik tidak terlihat seperti sampah. Campuran rangkaian RNA sangat berbeda dari yang ditemukan di dalam sel, dan rangkaian ini utuh dan berfungsi. Ketika tim Valadi memaparkan sel manusia ke EV dari sel tikus, mereka terkejut saat mengamati sel manusia menyerap pesan RNA dan “membacanya” untuk menciptakan protein fungsional yang tidak dapat mereka buat jika tidak demikian.
Valadi menyimpulkan bahwa sel mengemas untaian RNA ke dalam vesikel khusus untuk berkomunikasi satu sama lain. “Jika saya berada di luar dan melihat hujan turun,” katanya, “Saya dapat memberi tahu Anda: Jika Anda keluar, bawalah payung.” Dengan cara yang sama, ia menyarankan, sebuah sel dapat memperingatkan tetangganya tentang paparan terhadap patogen atau bahan kimia berbahaya sebelum mereka sendiri menghadapi bahaya tersebut.
Sejak itu, banyak bukti bermunculan yang mendukung teori ini, yang dimungkinkan oleh perbaikan dalam teknologi pengurutan yang memungkinkan para ilmuwan mendeteksi dan memecahkan kode segmen RNA yang semakin kecil. Sejak Valadi menerbitkan eksperimennya, peneliti lain juga melihat EV diisi dengan kombinasi RNA yang kompleks. Urutan RNA ini dapat berisi informasi rinci tentang sel pembuatnya dan memicu efek spesifik pada sel penerima. Temuan ini membuat beberapa peneliti berpendapat bahwa RNA mungkin merupakan lingua franca molekuler yang melampaui batas-batas taksonomi tradisional dan oleh karena itu dapat menyandikan pesan-pesan yang tetap dapat dipahami di seluruh pohon kehidupan.
Pada tahun 2024, penelitian baru mengungkap lapisan tambahan dari cerita ini, menunjukkan, misalnya, bahwa bersama dengan bakteri dan sel eukariotik, archaea juga bertukar RNA yang terikat vesikel, yang menegaskan bahwa fenomena tersebut bersifat universal pada ketiga domain kehidupan. Studi lain telah memperluas pemahaman kita tentang komunikasi seluler lintas kerajaan dengan menunjukkan bahwa tanaman dan jamur yang menginfeksi dapat menggunakan paket RNA yang mendatangkan malapetaka sebagai bentuk perang informasi koevolusi: Sel musuh membaca RNA dan membangun protein yang merugikan diri sendiri dengan selnya sendiri. mesin molekuler.
“Saya kagum dengan kemampuan RNA,” kata Amy Buck, ahli biologi RNA di Universitas Edinburgh yang tidak terlibat dalam penelitian baru ini. Baginya, memahami RNA sebagai alat komunikasi “lebih dari sekedar menghargai kecanggihan dan sifat dinamis RNA di dalam sel.” Mengirimkan informasi ke luar sel mungkin merupakan salah satu peran bawaannya.
Pengiriman Sensitif terhadap Waktu
Ahli mikrobiologi Susanne Erdmann mempelajari infeksi virus di Gunung berapi Haloferaxorganisme bersel tunggal yang tumbuh subur di lingkungan yang sangat asin seperti Laut Mati atau Great Salt Lake. Bakteri bersel tunggal diketahui melakukan pertukaran EV secara luas, namun H. gunung berapi bukan bakteri—melainkan archaean, anggota cabang kehidupan evolusioner ketiga, yang memiliki sel-sel yang dibangun secara berbeda dari bakteri atau eukariota seperti kita.
Karena EV memiliki ukuran dan kepadatan yang sama dengan partikel virus yang dipelajari tim Erdmann di Max Planck Institute for Marine Microbiology di Jerman, EV “selalu muncul saat Anda mengisolasi dan memurnikan virus,” katanya. Akhirnya, kelompoknya penasaran dan memutuskan untuk mengintip apa yang ada di dalamnya.
