Mengenal E. coli: Bukan semua E. coli itu jahat!

[Entri ini merupakan sambungan kepada entri Mengenal E. coli: Adakah E. coli itu jahat?]

Secara umumnya, bukan semua bakteria E. coli itu jahat. Dalam entri sebelum ini aku ada menceritakan serba sedikit peranan E. coli ‘baik’ yang berfungsi sebagai sebahagian daripada simbiosis (kedua-dua E. coli dan manusia dapat manfaat) yang menetap dalam usus besar manusia. Hakikatnya, itu bukanlah satu-satunya kebaikan yang telah dicurahkan E. coli kepada umat manusia. Bidang Bioteknologi, Kejuruteraan Genetik, dan Sains Molecular telah membuktikan bahawa makhluk kecil ini sangat berguna kepada manusia sejagat. Malah, para saintis telah menggelarkan E. coli sebagai “jawapan kepada kehidupan“. Apakah maksud pernyataan ini? Teruskan membaca.

Bakteria E. coli yang dibiakkan di atas piring petri. Tahukah anda, setompok koloni E. coli yang terdapat di atas piring petri ini sahaja mengandungi berjuta-juta E. coli?

 

1 – Maklumat genetiknya diketahui dengan lengkap

Memandangkan saiz genetik E. coli yang lebih kecil dan ringkas, malah jauh lebih kecil berbanding manusia atau haiwan yang bersaiz kompleks yang lain, maka maklumat genetiknya lebih mudah dan pantas untuk dicari dan disusun.

E. coli adalah organisma yang terawal yang mana seluruh kod genetiknya berjaya disusun oleh manusia (seluruh genome berjaya disusun), sekaligus meningkatkan lagi pemahaman manusia terhadap DNA, dan mengaplikasikannya terhadap organisma yang lebih kompleks seperti manusia. Ini menjadikan E. coli sebagai salah satu ‘organisma model’ di dalam makmal – maksudnya, ia digunakan secara intensif untuk mengkaji hal berkaitan molekular seperti sifat-sifat protein dan sebagainya. Bak kata seorang saintis dari Perancis, Jacques Monod, “Apa yang benar untuk E. coli, maka benar jugalah untuk seekor gajah”.

Peta DNA Bakteria E. coli adalah berbentuk bulat.

 

2 – Genetiknya boleh diubahsuai seperti mainan ‘LEGO’

Pada sekitar 1940an, saintis telah menyedari bahawa E. coli boleh membiak, ‘berasmara’ (konjugasi) dan bertukar-tukar maklumat genetik. Mereka juga berjaya menjejaki di mana lokasi maklumat genetik tersebut, apa yang dikenali sebagai ‘gene mapping‘ (pemetaan gene). 20 tahun kemudian, saintis berjaya menemui cara untuk membelah DNA yang terdapat dalam E. coli (DNA splicing), memasukkan gene yang lain, lalu membiarkan bakteria itu hidup dan membahagi, beranak-pinak sambil membawa maklumat genetik yang baru itu. Ini merupakan titik permulaan kepada bidang Kejuruteraan Genetik dan Sains Molekular, memandangkan teknik ini (DNA splicing, transformation) telah digunakan secara meluas hingga ke hari ini.

3 – Berjasa besar kepada pesakit kencing manis (penghasilan insulin)

Di dalam makmal, E. coli telah diubahsuai (dengan cara yang dibincangkan tadi) agar tidak boleh masuk dan menetap di dalam usus besar manusia seperti E. coli yang asal. Sekiranya mereka masuk dan cuba untuk menetap di dalam usus besar, mereka akan mati. Selain itu, maklumat genetik mereka yang dianggap ‘merbahaya’ akan dibuang, manakala maklumat genetik yang berguna untuk kajian akan dimasukkan.

Salah satu contoh kejayaan applikasi ini ialah menerusi ‘penghasilan hormon insulin’ secara besar-besaran untuk kegunaan manusia merawat penyakit kencing manis. Maklumat genetik untuk penghasilan/rembesan toksin akan dibuang, lalu digantikan dengan maklumat genetik yang bertanggungjawab untuk penghasilan insulin (dimasukkan ke dalam E. coli melalui kaedah transformation). E. coli yang berkenaan akan dibiakkan di dalam sebuah kultur, dan dalam masa yang sama, mereka akan merembeskan ‘toksin’ yang berupa insulin manusia. Kultur ini kemudiannya akan diekstrak untuk mendapatkan insulin manusia yang dihasilkan tadi. Tahukah anda, sebelum aplikasi ini ditemui, manusia terpaksa bergantung kepada insulin yang diekstrak dari air kencing kuda atau hempedu babi?

Contoh insulin yang dihasilkan oleh E. coli untuk kegunaan pesakit kecing manis (diabetes tahap 1)

4 – Berpotensi untuk merawat kanser

Selain daripada insulin, beberapa jenis antibiotik yang digunapakai pada masa kini juga dihasilkan dengan cara yang sama. E. coli juga digunakan untuk penghasilan vaksin secara besar-besaran disamping beberapa terapi yang lain, termasuklah rawatan kanser. Kajian terkini menunjukkan E. coli (yang telah diubahsuai genetiknya) boleh digunakan sebagai pengantara yang membawa ‘penawar’ kepada sel kanser di dalam badan.

5 – Tenaga Masa hadapan

E. coli menjana tenaga untuk masa hadapan? Itu tidak mustahil. Kajian terkini menunjukkan bahawa E. coli boleh digunakan untuk menghasilkan butanol (menerusi kaedah penapaian), sejenis bahan bakar yang lebih baik berbanding petrol, untuk kegunaan penjanaan kuasa kenderaan dan elektrik.

Untuk menghasilkan bahan kimia seperti butanol, E. coli yang berkenaan (telah diubahsuai) perlu dibiakkan di dalam balang yang mengandungi air + nutrien + glukosa. Proses ini secara umumnya dikenali sebagai penapaian (fermentation). Hasil akhir (foto sebelah kanan) bakal mengandungi berjuta-juta bakteria berserta bahan buangan lain (karbon dioksida) dan juga bahan kimia yang dikehendaki, iaitu butanol.

Disebalik sesuatu yang baik, pasti ada yang buruk. Sedangkan manusia itu sendiri ada yang bersikap baik dan berhati kudus, terdapat juga manusia yang bersikap kejam dan berhati busuk. Samalah juga seperti E. coli. Bak kata seorang penulis buku berkenaan Sains yang terkenal, Carl Zimmer, “Ia telah memberi kita pemahaman tentang siapa kita sebenarnya, namun segelintir ahli keluarga E. coli telah memburukkan reputasi keluarga E. coli itu sendiri”

Jangan anda tidak tahu, terdapat juga E. coli yang sudah bertukar rupa, bermutasi, dan ‘belot’ kepada umat manusia. E. coli dari jenis ini mengalami perubahan maklumat genetik secara semulajadi, berevolusi sehingga menjadi makhluk yang dahsyat, kebal terhadap antibiotik dan mengancam nyawa manusia. Berikut adalah beberapa contoh varian E. coli yang terlibat dalam penularan/wabak.

E. coli O157:H7 – Bertanggungjawab mengakibatkan penularan wabak E. coli di Amerika Syarikat pada tahun 2006, berpunca daripada pengambilan bayam segar yang bercampur dengan daging cincang mentah. Habitat semulajadi E. coli jenis ini adalah dalam usus lembu (antara sebab mengapa daging cincang mentah mengandungi E. coli jenis ini). Antara kesan jangkitannya adalah hemorrhagic diarrhea dan hemolytic uremic syndrome, yang sekali gus membawa kepada kegagalan ginjal. Ia boleh membawa maut jika tidak dirawat dari awal.

Bentuk fizikal E. coli O157:H7 yang sedikit aneh

E. coli O121 – Kurang berbahaya, tetapi masih berpotensi untuk membawa jangkitan. Ia wujud di dalam kebanyakkan usus besar mamalia.

E. coli O104:H21 – Pertama kali dikenal pasti pada tahun 1982 apabila ia wujud dalam hamburger yang tidak dimasak secara menyeluruh. Antara kesengsaraan yang dibawa oleh E. coli jenis ini ialah diarrhea berdarah (berak dengan tahi yang cair dan berdarah). E. coli ini mengganas kembali pada tahun 1994 di Montana dengan kesengsaraan yang sama.

E. coli O104:H4 – Merupakan E. coli terkini (2011, di Eropah) yang membawa palat dan nama buruk dalam keluarga E. coli. Setakat ini, ia sudah membunuh 22 orang mangsa yang mana rata-ratanya adalah perempuan. Kewujudannya dikenal pasti berpunca daripada taugeh mentah yang ditanam/dibiak dari sebuah ladang di Jerman. Namun, punca ini belum disahkan 100% memandangkan pemilik ladang tersebut menafikan, dan mendakwa ladang organiknya bebas dari sebarang binatang ternakan atau baja (baja organik = guna tahi lembu = ada bakteria).

Comments

  1. By EE

    Reply

    • Reply

  2. By putri_syu

    Reply

  3. Reply

  4. Reply

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *