Fisikawan mengamati persaingan antara orde magnet - ScienceDaily
Offbeat

Terinspirasi oleh teh kombucha, para insinyur menciptakan ‘bahan hidup’ – ScienceDaily


Insinyur di MIT dan Imperial College London telah mengembangkan cara baru untuk menghasilkan bahan yang kuat dan fungsional menggunakan campuran bakteri dan ragi yang mirip dengan “induk kombucha” yang digunakan untuk memfermentasi teh.

Menggunakan campuran ini, juga disebut SCOBY (kultur simbiosis bakteri dan ragi), para peneliti mampu menghasilkan selulosa yang disematkan dengan enzim yang dapat melakukan berbagai fungsi, seperti merasakan polutan lingkungan. Mereka juga menunjukkan bahwa mereka dapat memasukkan ragi langsung ke dalam bahan, menciptakan “bahan hidup” yang dapat digunakan untuk memurnikan air atau membuat bahan kemasan “cerdas” yang dapat mendeteksi kerusakan.

“Kami meramalkan masa depan di mana beragam bahan dapat ditanam di rumah atau di fasilitas produksi lokal, menggunakan biologi daripada manufaktur terpusat yang padat sumber daya,” kata Timothy Lu, seorang profesor MIT untuk teknik listrik dan ilmu komputer dan teknik biologi.

Lu dan Tom Ellis, seorang profesor bioteknologi di Imperial College London, adalah penulis senior makalah tersebut, yang muncul hari ini di Bahan Alam. Penulis utama makalah ini adalah mahasiswa pascasarjana MIT Tzu-Chieh Tang dan mahasiswa pascasarjana Universitas Cambridge Charlie Gilbert.

Divisi tenaga kerja

Beberapa tahun lalu, lab Lu mengembangkan cara menggunakan E. coli untuk menghasilkan biofilm yang disematkan dengan bahan seperti kawat nano emas. Namun, film tersebut sangat kecil dan tipis, sehingga sulit digunakan di sebagian besar aplikasi skala besar. Dalam studi baru, para peneliti mencari cara untuk menggunakan mikroba untuk menghasilkan bahan yang lebih substansial dalam jumlah yang lebih besar.

Mereka berpikir untuk menciptakan populasi mikroba yang mirip dengan induk kombucha, yang merupakan campuran dari jenis bakteri dan ragi tertentu. Pabrik fermentasi ini, yang biasanya mengandung satu spesies bakteri dan satu atau lebih spesies ragi, menghasilkan etanol, selulosa, dan asam asetat, yang memberi teh kombucha rasa khasnya.

Sebagian besar galur ragi liar yang digunakan untuk fermentasi sulit untuk dimodifikasi secara genetik, sehingga para peneliti menggantinya dengan galur ragi laboratorium yang disebut Saccharomyces cerevisiae. Mereka menggabungkan ragi dengan sejenis bakteri yang disebut Komagataeibacter rhaeticus, yang sebelumnya diisolasi oleh kolaborator mereka di Imperial College London dari induk kombucha. Spesies ini dapat menghasilkan selulosa dalam jumlah besar.

Karena para peneliti menggunakan strain ragi laboratorium, mereka dapat merekayasa sel untuk melakukan hal-hal yang dapat dilakukan ragi lab – misalnya, memproduksi enzim yang bersinar dalam gelap, atau merasakan polutan di lingkungan. Ragi juga dapat diprogram agar dapat mengurai polutan setelah dideteksi.

Sementara itu, bakteri dalam kultur menghasilkan selulosa keras dalam jumlah besar untuk dijadikan perancah. Para peneliti merancang sistem mereka sehingga mereka dapat mengontrol apakah ragi itu sendiri, atau hanya enzim yang mereka hasilkan, dimasukkan ke dalam struktur selulosa. Hanya perlu beberapa hari untuk menumbuhkan bahan tersebut, dan jika dibiarkan cukup lama dapat mengental untuk menempati ruang sebesar bak mandi.

“Kami pikir ini adalah sistem yang bagus yang sangat murah dan sangat mudah dibuat dalam jumlah yang sangat banyak,” kata Tang. “Setidaknya seribu kali lebih banyak material daripada sistem E.coli.”

Tambahkan saja teh

Untuk mendemonstrasikan potensi kultur mikroba mereka, yang mereka sebut “Syn-SCOBY,” para peneliti menciptakan bahan yang menggabungkan ragi yang merasakan estradiol, yang kadang-kadang ditemukan sebagai polutan lingkungan. Dalam versi lain, mereka menggunakan strain ragi yang menghasilkan protein bercahaya yang disebut luciferase saat terkena cahaya biru. Ragi ini dapat ditukar dengan strain lain yang mendeteksi polutan, logam, atau patogen lain.

Kultur dapat ditanam dalam media kultur ragi normal, yang digunakan para peneliti untuk sebagian besar penelitian mereka, tetapi mereka juga telah menunjukkan bahwa dapat tumbuh dalam teh dengan gula. Para peneliti membayangkan bahwa budaya dapat disesuaikan untuk digunakan orang di rumah untuk menanam filter air atau bahan berguna lainnya.

“Hampir semua orang bisa melakukan ini di dapur atau di rumah,” kata Tang. “Kamu tidak harus menjadi seorang ahli. Kamu hanya perlu gula, kamu perlu teh untuk memberi nutrisi, dan kamu membutuhkan sepotong ibu Syn-SCOBY.”

Penelitian ini didanai, sebagian, oleh Kantor Riset Angkatan Darat AS, MIT Institute for Soldier Nanotechnologies, dan MIT-MISTI MIT-Imperial College London Seed Fund. Tang didukung oleh MIT J-WAFS Fellowship.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize