“Hujan mungkin telah menjadi bahan penting untuk asal mula kehidupan, menurut sebuah studi yang diterbitkan pada Rabu.”
Kehidupan saat ini ada sebagai sel-sel, yang merupakan kantong-kantong yang dipenuhi dengan DNA, RNA, protein, dan molekul lainnya. Tetapi saat kehidupan muncul sekitar empat miliar tahun yang lalu, sel-sel itu jauh lebih sederhana.
Beberapa ilmuwan telah menyelidiki bagaimana protosel, yaitu sel-sel primitif pertama kali muncul dengan mencoba mereplikasinya di laboratorium.
Banyak peneliti mencurigai bahwa protosel hanya mengandung RNA, versi tunggal dari DNA. Baik RNA maupun DNA menyimpan informasi genetik dalam urutan panjang huruf molekuler mereka.”
Tetapi RNA juga bisa bengkok menjadi bentuk-bentuk rumit, mengubah dirinya menjadi alat untuk memotong atau menggabungkan molekul lain. Protosel mungkin telah bereproduksi jika molekul-molekul RNA mereka menangkap balok bangunan genetik untuk merakit salinan dari diri mereka sendiri.”
Tantangan dalam membangun protosel adalah memilih apa yang akan membungkusnya. Sel modern dibungkus dalam membran, penghalang yang sangat mengontrol bagaimana molekul bergerak masuk dan keluar.”
Beberapa ilmuwan telah mempertimbangkan apakah protosel terbentuk tanpa membran. Mereka diilhami dari eksperimen kimia yang sudah berusia satu abad di mana peneliti mencampurkan bahan kimia ke dalam cairan. Dalam beberapa kasus, beberapa bahan kimia mengendap menjadi tetesan yang melayang di dalam campuran. Mungkinkah protosel mulai sebagai tetesan mengapung tanpa membran?”
Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah mengeksplorasi kemungkinan ini dengan membuat tetesan dengan RNA yang terkandung di dalamnya. Mengguncang tetesan sudah cukup untuk membelahnya menjadi dua. Itu mungkin merupakan pelopor sederhana bagi sel membelah saat mereka bereproduksi.”
Tetapi tetesan RNA tidak bisa tetap berbeda seperti halnya sel. Benang RNA dengan cepat berpindah dari satu tetesan ke tetesan lain, dan seiring waktu semua tetesan digabungkan bersama-sama, seperti gelembung minyak yang bergabung menjadi lapisan di atas air.”
Pada 2018, Aman Agrawal, seorang insinyur kimia, menemukan solusi potensial untuk permasalahan ini. Tetapi dibutuhkan tiga tahun baginya untuk menyadari apa yang telah ditemukannya.”
Saat itu, Dr. Agrawal adalah mahasiswa pascasarjana di Universitas Houston, mempelajari tetesan yang terbuat dari bahan kimia sintetis. Dia berharap dapat mengubah tetesan menjadi pabrik-pabrik mini untuk memproduksi senyawa-senyawa penting, seperti insulin.”
Melakukan hal tersebut pertama kali memerlukan membuat tetesan lebih stabil. Dr. Agrawal terkesan dengan sebuah studi tahun 2015 di mana ilmuwan Swiss berhasil membuat tetesan bertahan selama enam hari dengan memompa bahan kimia ke dalam saluran mikroskopis yang diisi dengan air murni.”
Dr. Agrawal meniru hasil tersebut, tetapi tidak bisa mencari tahu bagaimana saluran membuat tetesan-tetesan yang begitu stabil. Empat bulan kemudian, dia menemukan sebuah vial yang tersisa dari percobaan tersebut. Dia telah mencampur beberapa bahan kimia ekstra dan air murni ke dalam vial, menutupnya rapat dan lupa tentangnya. Tetapi sekarang, melihat vial tersebut, dia terkejut melihat bahwa cairan itu berwarna putih susu. Itu berarti tetesan masih ada dan mengapung di dalam.”
Dr. Agrawal menemukan bahwa air bertanggung jawab untuk menjaga tetesan tetap stabil. Air membujuk molekul-molekul di lapisan luar tetesan untuk saling terhubung. “Anda dapat membayangkan jaringan terbentuk di sekitar tetesan ini,” kata Dr. Agrawal, yang kini menjadi peneliti pascadoktoral di Sekolah Teknik Molekuler Pritzker di Universitas Chicago.”
Pada 2021, kabar tentang pekerjaan Dr. Agrawal sampai kepada Jack Szostak, seorang ahli kimia di Universitas Chicago dan penerima Nobel yang telah bekerja pada protosel selama lebih dari 20 tahun. Dr. Szostak bertanya-tanya apakah air mungkin membuat tetesan RNA lebih stabil juga.”
Kedua ilmuwan dan rekan-rekan mereka bergabung untuk putaran eksperimen baru. Mereka menggabungkan RNA dan bahan kimia lain dengan air murni. Ketika mereka mengguncang larutan tersebut, itu spontan menghasilkan tetesan RNA. Dan tetesan-tetesantetesan tersebut tetap stabil selama beberapa hari, mereka melaporkannya dalam studi baru, yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances.”
Para ilmuwan berspekulasi bahwa hujan yang jatuh di Bumi awal mungkin telah memberikan air yang diperlukan untuk membuat tetesan RNA. Untuk menguji kemungkinan itu, Anusha Vonteddu, mahasiswa pascasarjana lain di Universitas Houston, menaruh bejana di luar saat hujan turun. Ketika dia dan rekan-rekannya menggunakan air hujan untuk menjalankan eksperimen tersebut lagi, tetesantetesan RNA itu tetap stabil sekali lagi.”
Tetapi hujan di Bumi awal kemungkinan besar memiliki kimia yang berbeda dari hujan hari ini, karena terbentuk di atmosfer dengan keseimbangan gas yang berbeda. Tingkat tinggi karbon dioksida yang diyakini berada di udara empat miliar tahun yang lalu akan membuat tetesan hujan lebih asam. Dr. Agrawal dan rekan-rekannya menemukan bahwa mereka masih dapat membentuk tetesan RNA yang stabil dengan air yang asam seperti cuka.”
Neal Devaraj, seorang ahli biokimia di Universitas California, San Diego, yang tidak terlibat dalam studi baru, mengatakan bahwa itu bisa memberikan cahaya tentang asal mula kehidupan karena para peneliti tidak perlu melakukan banyak hal untuk membuat tetesan RNA yang stabil: hanya mencampur dan mengguncang.
“Ini sesuatu yang bisa Anda bayangkan terjadi di awal Bumi,” katanya. “Sederhana itu baik ketika Anda memikirkan pertanyaan-pertanyaan ini.”
“