Pengertian Bakteriofag
 |
Bakteriofag adalah infeksi dimana dilakukan virus pada bakteri guna melakukan replikasi. Sejarah mencatat penemuan awal Bakteriofag pada 1915, dan hingga saat ini Bakteriofag memiliki peran penting dalam studi biologi virus, salah satu pemanfaatannya dalam pengembangan metode CRISPR.
Secara historis, para peneliti mengamati peran Bakteriofag dalam membatasi aktivitas bakteri tetapi studi tentang Bakteriofag tidak dapat membuat tanda pada genomik bakteri. Dalam beberapa tahun terakhir, telah muncul minat dalam penelitian Bakteriofag di seluruh dunia untuk peran penting Bakteriofag dalam genetika bakteri dan biologi molekuler. Menjadi entitas dimana paling banyak ditemukan di biosfer, spesies ini akan terus memengaruhi ekologi planet kita dengan berbagai cara, dan penelitian tentangnya akan membantu para ilmuwan menguraikan mekanisme kimiawi dasar kehidupan.
Bakteriofag adalah virus paling umum, namun di saat tertentu, strukturnya bisa sangat kompleks. Bakteriofag pada dasarnya adalah virus dimana terdiri dari DNA atau RNA yang tertutup dalam kulit protein. Cangkang protein atau kapsid melindungi genom virus. Beberapa bakteriofag, seperti bakteriofag T4 dimana menginfeksi E.coli, juga memiliki ekor protein dimana terdiri dari serat yang membantu menempelkan virus ke inangnya. Penggunaan bakteriofag memainkan peran penting dalam menjelaskan bahwa virus memiliki dua siklus hidup primer yaitu siklus litik dan siklus lisogenik.
Selama beberapa tahun terakhir, langkah cepat yang diambil oleh biologi molekuler telah menjelaskan mekanisme dimana mendasari evolusi mereka, mempelajari urutan genom sel sel inang Bakteriofag dari jarak dekat. Ini telah mengungkap beberapa arti aplikasi terapi bakteriofag yang menjanjikan. Di tahun-tahun mendatang, peran mereka dalam bioteknologi seperti bioinformatika dan biologi molekuler akan dipelajari, yang akan membantu dalam ekspansi cepat pasar bakteriofag.
Bakteriofag adalah virus dimana menginfeksi bakteri. T-fag terdiri dari kepala icosahedral (20 sisi), yang berisi bahan genetik (baik DNA atau RNA), dan ekor tebal dengan beberapa serat ekor bengkok. Ekor digunakan untuk menyuntikkan bahan genetik ke dalam sel inang untuk menginfeksinya. Bakteriofag kemudian menggunakan genetik bakteri untuk mereplikasi dirinya sendiri. Ketika jumlah Bakteriofag cukup telah dihasilkan fag keluar sel dengan lisis, inilah saat proses Bakteriofag membunuh sel.
|
Apa itu Bakteriofag Virulen dan Siklus Lytic Bakteriofag?
Bakteriofag Virulen adalah virus yang membunuh sel inang terinfeksi. DNA dalam jenis virus Bakteriofag ini direproduksi melalui siklus litik. Dalam siklus ini, bakteriofag menempel pada dinding sel bakteri dan menyuntikkan DNA ke dalam inang. DNA virus mereplikasi dan mengarahkan pembangunan dan perakitan lebih banyak DNA virus dan bagian virus lainnya. Setelah berkumpul, virus yang baru diproduksi terus meningkat jumlahnya dan membuka atau melukai sel inangnya. Proses lisis menghasilkan kehancuran inang. Seluruh siklus dapat diselesaikan dalam 20-30 menit tergantung pada berbagai faktor seperti suhu. Reproduksi bakteriofag jauh lebih cepat daripada reproduksi bakteri khusus, sehingga seluruh koloni bakteri dapat dihancurkan dengan sangat cepat. Siklus litik juga umum terjadi pada virus hewan.
Apa Itu Virus Temperate dan Siklus Lisisogenik Bakteriofag?
Virus Temperate adalah virus bakteriofag yang bereproduksi tanpa membunuh sel inangnya, berbeda dengan tipe virulen yang mematikan inang. Temperate virus bereproduksi melalui siklus lisogenik dan memasuki keadaan tidak aktif. Dalam siklus lisogenik, DNA virus dimasukkan ke dalam kromosom bakteri melalui rekombinasi genetik. Setelah dimasukkan, genom virus dikenal sebagai profag. Ketika bakteri inang bereproduksi, genom profag direplikasi dan diteruskan ke setiap sel anak bakteri. Sel inang yang membawa materi memiliki potensi untuk lisis, sehingga disebut sel lisogenik. Di bawah kondisi dimana menekan atau pemicu lainnya, materi tersebut dapat beralih dari siklus lisogenik ke siklus litik untuk reproduksi cepat partikel virus. Ini menghasilkan lisis sel bakteri. Virus yang menginfeksi hewan juga dapat bereproduksi melalui siklus lisogenik. Virus herpes, misalnya, pada awalnya memasuki siklus litik setelah infeksi dan kemudian beralih ke siklus lisogenik. Virus memasuki periode laten dan dapat tinggal di jaringan sistem saraf selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun tanpa menjadi virulen. Setelah dipicu, virus memasuki siklus litik dan menghasilkan virus baru.
Sebutkan Apa Proses Siklus Pseudolysogenic Bakteriofag?
Bakteriofag juga dapat menunjukkan siklus hidup sedikit berbeda dari siklus litik dan lisogenik. Dalam siklus pseudolysogenic, DNA virus tidak dapat direplikasi (seperti dalam siklus litik) atau dimasukkan ke dalam genom bakteri (seperti dalam siklus lisogenik). Siklus ini biasanya terjadi ketika tidak ada cukup nutrisi yang tersedia untuk mendukung pertumbuhan bakteri. Genom virus dikenal sebagai preprofag dimana tidak dapat direplikasi di dalam sel bakteri. Setelah tingkat nutrisi kembali ke keadaan yang cukup, preprofage dapat memasuki siklus litik atau lisogenik.
Bakteriofag dapat mengobati E. coli tanpa merusak usus, menurut studi baru Bakteriofag
Para peneliti di AS telah mengembangkan terapi baru menggunakan bakteriofag unik untuk mengobati infeksi E. coli. Bakteriofag ditemukan memiliki efektivitas yang serupa terhadap infeksi dibandingkan dengan pengobatan antibiotik standar. Selain itu, itu tidak memiliki efek merugikan yang sama pada mikrobiota usus dimana merupakan karakteristik penggunaan antibiotik.
Kontaminasi E.coli bisa berakibat fatal
Escherichia coli, lebih dikenal sebagai E. coli, menyebar melalui konsumsi air atau makanan yang terkontaminasi, dimana memasukkan bakteri ke dalam usus atau orang yang terinfeksi. Infeksi biasanya tidak fatal, dan gejalanya meliputi kram perut, diare, dan muntah.
Namun, ada banyak strain bakteri E. coli, beberapa lebih parah daripada yang lain, dimana dapat menyebabkan gagal ginjal yang disebut sindrom uremik hemolitik (arti singkatan HUS) dan kadang-kadang menyebabkan kematian.
AS memiliki sejarah wabah E. coli yang serius, sebagian besar terkait dengan produk makanan tertentu dimana telah mengancam kesehatan mereka yang mengkonsumsinya. 2006 menunjukkan salah satu kasus terburuk wabah E. coli, dengan hampir 200 orang di lebih dari 26 negara menjadi terinfeksi karena strain E. coli dalam bayam yang sudah dikemas.
Wabah ini mengakibatkan kematian 3 orang dan pengembangan HUS di 31 orang. Ini diikuti oleh delapan orang yang dirawat di rumah sakit pada tahun 2017 karena makan mentega kedelai yang terkontaminasi, dan lima kematian pada tahun 2018 dari konsumsi selada romaine yang terkontaminasi. Tahun 2019 hampir 200 orang jatuh sakit karena makan daging sapi yang terkontaminasi.
Kelemahan mengobati infeksi dengan antibiotik
Sementara infeksi E. coli dianggap dapat diobati, strain parah menghadirkan ancaman nyata bagi kesehatan, dan ribuan orang tertular beberapa bentuk bakteri setiap tahun yang membuat mereka mencari pengobatan.
Metode pengobatan infeksi ini saat ini bergantung pada pemberian antibiotik untuk membunuh bakteri. Namun, ada kelemahan utama dari metode ini, yaitu tidak spesifik untuk menghancurkan bakteri E.coli dan juga merusak mikrobiota usus. Ini adalah bakteri esensial yang sangat penting untuk fungsi enzim, sintesis vitamin dan asam amino, penyerapan nutrisi dan mineral, dan produksi asam lemak rantai pendek.
Untuk mengatasi kelemahan utama penggunaan antibiotik ini, tim peneliti di University of Florida berinovasi cara untuk menggunakan bakteriofag untuk mengobati infeksi E. coli. Terapi Bacteriophage adalah metode mapan untuk mengobati infeksi bakteri patogen dengan memanfaatkan fungsi virus, menggunakannya untuk secara khusus menargetkan infeksi bakteri, yang tidak berdampak pada organel lain atau inang.
Para ilmuwan ingin mengeksplorasi potensi kemanjuran metode dalam merawat E. coli, dengan tujuan mengembangkan metode yang bebas dari efek samping merusak mikrobiota usus.
Eefek menjanjikan Bakteriofag
Tim yang berbasis di AS dapat menunjukkan bahwa dengan menggunakan koktail bakteriofag penargetan bakteri Escherichia coli / Salmonella spp./Listeria monocytogenes mereka, yang mereka beri nama “Foodborne Outbreak Pill” (FOP), dapat mencapai efek terapi yang sama seperti pada terapi ampisilin (terapi antibiotik).
Hasil menunjukkan bahwa metode antibiotik mampu mengurangi jumlah patogen sebesar 79%, dan metode FOP mampu mengurangi jumlah patogen sebesar 54%, menunjukkan bahwa keduanya memiliki efektivitas yang sama.
Penelitian lebih lanjut harus dilakukan untuk menguatkan hasil dan untuk menghitung seberapa efektif metode FOP, tetapi yang menarik adalah bahwa metode ini tampaknya tidak hanya bekerja pada tingkat yang sama dengan antibiotik tetapi tanpa kelemahan merusak mikrobiota usus.
Studi ini menunjukkan bahwa profil mikrobiota usus untuk kelompok FOP tidak berubah, sedangkan antibiotik mendistorsi komposisi mikrobiota usus, yang baru pulih sebagian pada hari ke 10.
Pasar Bacteriophage Global: Tren Utama
Meningkatnya signifikansi bakteriofag dalam proses fermentasi bakteri telah menyebabkan meningkatnya minat peran mereka dalam pembuatan komoditas bahan kimia, produk bioteknologi, dan produk makanan. Meningkatnya penggunaan bakteriofag dalam industri makanan dan minuman dan bidang ilmu kedokteran adalah faktor kunci yang meningkatkan pasar global. Dalam industri makanan, upaya industri dalam melepaskan potensi bakteriofag dalam biokontrol makanan telah mendapat perhatian luas. Penggunaan bakteriofag dalam mengendalikan penyakit bawaan makanan di berbagai belahan dunia yang disebabkan oleh konsumsi komoditas hasil makanan yang terkontaminasi adalah aplikasi yang menjanjikan. Misalnya, penggunaan bakteriofag litik telah muncul sebagai intervensi alami yang efektif untuk mengurangi risiko kontaminasi patogen enterik pada komoditas produk. Dengan demikian, permintaan berbagai bakteriofag meningkat dalam makanan siap saji, buah dan sayuran segar, dan produk susu untuk aktivitas antibakteri mereka. Penelitian tanpa henti pada pemahaman mikrobiologi Bakteriofag akan membuka aplikasi menarik dari spesies ini, seperti dalam penemuan dan pengembangan obat.
Pasar Bacteriophage Global: Potensi Pasar
Dalam latar belakang meningkatnya prevalensi strain bakteri yang sangat resisten antibiotik pada populasi pasien di seluruh dunia, potensi antibakteri bakteriofag litik sedang diteliti secara intensif. Ini telah membuka jalan yang sama sekali menjanjikan dalam ilmu kedokteran sebagai terapi fage untuk melawan mikroba yang resistan terhadap obat. Ini telah menarik minat komunitas medis, terutama di AS. Baru-baru ini tahun ini, dokter di sebuah rumah sakit di AS menggunakan terapi Bakteriofag untuk berhasil mengobati pasien yang didiagnosis terinfeksi bakteri multi-obat. Acara ini membangkitkan minat di kalangan akademisi dan berbagai perusahaan untuk memanfaatkan teknologi menggunakan bakteriofag spesifik untuk terapi fag yang dirancang khusus. Sebuah perusahaan bioteknologi, Adaptive Phage Therapeutics, telah bekerja sama dengan Children's National - Main Hospital untuk mengembangkan gudang besar bakteriofag. Percobaan klinis besar diharapkan dalam waktu dekat. Upaya tersebut akan mengeksplorasi aplikasi klinis dan kemanjuran terapeutik dari terapi bakteriofag, terutama pada anak-anak.
Pasar Bacteriophage Global: Pandangan Regional
Laporan ini menawarkan penilaian terperinci dari berbagai tren yang membentuk peluang di berbagai pasar regional untuk bakteriofag. Studi ini melihat jalan yang menjanjikan di wilayah utama. Meningkatnya prevalensi infeksi yang kebal antibiotik dan upaya industri untuk mengembangkan jaringan pipa obat berdasarkan terapi fag akan menghadirkan jalan besar yang menguntungkan di daerah maju seperti Amerika Utara dan Eropa. Upaya ini akan didorong oleh kemajuan pesat yang dibuat dalam bioteknologi dan genomik. Sementara itu, ekonomi berkembang seperti di Asia Pasifik diharapkan akan menjanjikan didukung oleh inisiatif pemerintah untuk mengembangkan infrastruktur bioteknologi.
Karakteristik Bakteriofag
Ada ribuan varietas fag (Bakteriofag), masing-masing dapat menginfeksi hanya satu jenis atau beberapa jenis bakteri atau archaea. Fag diklasifikasikan dalam sejumlah keluarga virus; beberapa contoh termasuk Inoviridae, Microviridae, Rudiviridae, dan Tectiviridae. Seperti semua virus, Bakteriofag adalah organisme sederhana yang terdiri dari inti materi genetik (asam nukleat) yang dikelilingi oleh kapsid protein. Asam nukleat dapat berupa DNA atau RNA dan mungkin beruntai ganda atau beruntai tunggal. Ada tiga bentuk struktural dasar Bakteriofag: kepala icosahedral (20-sisi) dengan ekor, kepala icosahedral tanpa ekor, dan bentuk filamen.
|
Chit Q&A
|