Sejumlah peneliti mengembangkan alat baru berbasis cahaya untuk merekam aktivitas di dalam sel otak hidup menggunakan bioluminesensi. Hasilnya dipublikasikan di Nature Methods, dan pengembangan molekul yang menjadi inti alat itu — dinamai Ca2+ BioLuminescence Activity Monitor (CaBLAM) — dipimpin oleh Nathan Shaner dari University of California, San Diego. Ide pemanfaatan bioluminesensi untuk mempelajari otak muncul sekitar satu dekade lalu, dan Bioluminescence Hub di Brown University didirikan pada 2017 dengan dukungan hibah besar dari National Science Foundation.
CaBLAM mampu merekam aktivitas pada tingkat sel tunggal dan subsel dengan kecepatan tinggi. Alat ini bekerja pada tikus dan ikan zebra, serta memungkinkan perekaman selama beberapa jam tanpa cahaya eksternal. Karena bioluminesensi dihasilkan ketika enzim memecah molekul kecil, pendekatan ini menghilangkan kebutuhan penyinaran kuat dari luar, sehingga mengurangi fotobleaching dan efek fototoksik serta memperpanjang durasi eksperimen.
Bioluminesensi juga kontras kuat di latar gelap karena jaringan otak tidak memproduksinya secara alami; neuron yang direkayasa memancarkan cahaya lebih mudah terlihat meski terjadi penyebaran cahaya di jaringan. Tim melaporkan contoh rekaman kontinu selama lima jam, sesuatu yang sulit dicapai dengan fluoresensi. Selain itu, Bioluminescence Hub mengerjakan proyek lain seperti pemanfaatan sel hidup untuk mengirim cahaya yang terdeteksi sel tetangga dan pengembangan metode berbasis kalsium untuk mengendalikan aktivitas, dengan fokus pada sensor kalsium yang lebih terang.
- Kolaborator: setidaknya 34 peneliti dari institusi mitra termasuk Brown, Central Michigan University, UC San Diego, UCLA, dan New York University.
- Pendanaan: National Institutes of Health; National Science Foundation; Paul G. Allen Family Foundation.
Kata-kata sulit
- bioluminesensi — produksi cahaya oleh organisme hidup
- fotobleaching — hilangnya sinyal cahaya karena paparan berulang
- fototoksik — kerusakan sel akibat paparan cahaya kuat
- subsel — bagian lebih kecil di dalam sel hidup
- rekayasa — proses merancang atau mengubah organisme atau sistemdirekayasa
- hibah — dana penelitian yang diberikan organisasi
Tips: arahkan kursor, fokus, atau ketuk kata yang disorot di dalam teks untuk melihat definisi singkat sambil membaca atau mendengarkan.
Pertanyaan diskusi
- Apa keuntungan utama penggunaan bioluminesensi dibandingkan fluoresensi menurut artikel? Jelaskan dengan satu atau dua kalimat.
- Apa risiko atau keterbatasan eksperimen jangka panjang yang masih mungkin perlu diteliti lebih lanjut? Berikan contoh alasan.
- Bagaimana peran pendanaan dan kolaborasi beberapa institusi dalam pengembangan alat seperti CaBLAM menurut teks?
Artikel terkait
Rambut sebagai catatan paparan bahan kimia
Penelitian dari University of Texas at Austin menunjukkan rambut dapat merekam paparan bahan kimia selama hari, minggu, dan bulan. Metode pemanasan helai rambut dan spektrometer massa membantu merekonstruksi garis waktu paparan yang darah atau urin tidak tangkap.
Penyakit Baru Mengancam Terumbu Karang Karibia
Institute of Marine Affairs memperingatkan tentang penyakit Stony Coral Tissue Loss Disease yang menyebar di Karibia dan mengancam banyak spesies karang. IMA melakukan latihan, pengobatan dan pendidikan untuk mempersiapkan kedatangan penyakit ini.
