AntonyTugas TK2223 Mikrobiologi Industri 13009105

Deinococcus radiodurans

Taksonomi

1. Kingdom : Bacteria/Monera2. Phylum : Deinococcus-Thermus3. Class : Deinococci4. Order : Deinococcales5. Family : Deinococcaceae6. Genus : Deinococcus7. Spesies : Deinococcus radiodurans

Krakteristik Umum

Deinococcus radiodurans yang berarti “berry aneh yang tahan radiasi”, diberi juga sebutan Conan the Bacterium, tergolong bakteri polyextremophile karena tahan terhadap berbagai macam kondisi lingkungan yang ekstrim. Mikroba ini dapat bertahan dalam kondisi yang kering, kurang nutrien, suhu rendah, dan radiasi tinggi hingga 15.000 Gy γ radiation (3000 kali lebih daripada tingkat maksimum radiasi yang dapat diterima manusia). Kemampuan bertahan dari dehidrasi dan suhu rendah menjadikannya satu dari sedikit bentuk kehidupan yang dapat ditemukan di Kutub Utara.

D. radiodurans tergolong bakteri gram positif, tidak membentuk spora, tidak bergerak bebas, tetrad spherical dengan diameter 1,5 – 3,5 µm. Pada kondisi optimal dengan suhu 30 –37 oC, waktu generasi bakteri ini sekitar 80 menit.

Genom D. radiodurans terdiri dari 4 bagian utama. Sekuen lengkap dari strainnya memiliki 3.284.156 pasangan basa yang terbentuk dari dua sirkular kromosom (2.648.638 dan 412.348 pasangan basa), plasmid utama (177.466 pasangan basa), dan plasmid kecil (45.704 pasangan basa).

Sejarah Penemuan

D. radiodurans ditemukan tahun 1956 pada kaleng daging giling yang telah disterilisasi dengan radiasi. Timbulnya bercak merah pada kaleng – koloni bakteri D. radiodurans – menunjukkan tingkat survival yang tinggi dari bakteri tersebut. Sejak itu spesies ini dilakukan penelitian secara mendalam akan sifat resistansinya terhadap radiasi.

Pada tahun 2002, Avi Minsky dan rekannya di Weizmann Institute of Science's Organic Chemistry Department menemukan bahwa DNA mikroba tersebut terorganisasi dalam bentuk cincin yang unik yang mencegah fragmen DNA yang dirusak radiasi menjauh dari inti.

Michael Daly dari Uniformed Services University of the Health Sciences in Bethesda, Maryland, dan koleganya berhasil mengungkap misteri lebih dalam dari mikroba ini pada tahun 2007. Tim Daly menemukan bahwa kemampuan selnya memperbaiki protein berhubungan dengan jumlah ion manganese(II) di dalam sel yang mencegah kerusakan oksidatif.

Habitat

D. radiodurans ditemukan di berbagai macam lingkungan yang menyebabkan habitat alaminya tidak bisa ditentukan dengan pasti. Untuk kultur di lab biasanya diperoleh dari feses hewan terutama gajah dan sapi. Akan tetapi banyak saintis yang menemukan bakteri ini di tanah dengan variasi setting, yang menjadikannya sering disebut bakteri tanah (soil bacteria). Selain itu, bakteri ini juga terdapat pada daging olahan dan limbah.

Kegunaan

Kemampuan yang dimiliki oleh D. radiodurans adalah memecah pelarut seperti toluen yang berbahaya bagi lingkungan. Oleh karena itu, bakteri ini sering digunakan dalam pengolahan limbah organik dan limbah radioaktif yang banyak kandungan toluennya. Modifikasi strainnya juga dapat mengubah merkuri yang juga ditemukan dalam limbah radioktif menjadi bentuk yang kurang toksik. Dengan penyisipan gen-gen bakteri lain yang punya keunggulan ke dalam D. radiodurans, pemanfaatannya semakin besar, terutama dalam pengolahan limbah yang beracun.

AntonyTugas TK2223 Mikrobiologi Industri 13009105

Media

Medium TGY (tripton/glukosa/yeast) untuk pertumbuhan mengandung 5 g Bactotryptone (Difco), 1 g glukosa and 3 g yeast extract (Difco) dalam 1 1 air distilat. TGY agar dibuat dengan memadatkan medium ini dengan 15 g Bactoagar 1-'. Phosphate buffer (0.67 M, pH 7.0) untuk mencuci bakteri dan diberikan radiasi dari campuran 4,73 g Na2HPO4 dan 4,54 g KH2PO, dalam 1 1 air distilat. (sumber: http://mic.sgmjournals.org/cgi/reprint/129/8/2437.pdf)

Pengembangan

Karena struktur sel yang menarik dan sifat resistansi terhadap radiasi, D. radiodurans telah menjadi fokus dalam banyak tim penelitian sekarang.

Resistansi D. radiodurans terhadap radiasi berhubungan erat dengan protein spesialisasi dalam sel, dan struktur selnya, banyak riset dilakukan untuk menjelaskan struktur dari protein ini. Satu dari protein pada bakteri ini yang ditemukan adalah thioredoxin reductase. Reductase ini adalah enzim yang berperan krusial dalam respon sel terhadap bahaya oksidasi, termasuk putusnya double-strand dari DNA.

Riset lain yang juga menarik adalah mencoba kemungkinan membuat bakteri lain sama resistansinya terhadap radiasi seperti D. radiodurans. Secara spesifik, peneliti mencoba menyisipkan protein Mn-SOD ke dalam E. coli BL21. Tantangan sebenarnya di sini bukanlah mencoba menyisipkan proteinnya, tetapi membuat proteinnya ekspreksif dan rekombinan, dapat bertahan dalam spesies baru.

Organisme ini juga digunakan dalam simulasi untuk membantu saintis memprediksi lokasi pencarian kehidupan di Mars atau di tempat lain, atau membantu mereka memahami bagaimana mencegah potential cross-contamination antara bentuk kehidupan bumi dan asing (alien). Selain itu, potensial lain dari bakteri ini dalam hal luar angkasa – seperti menggunakannya untuk sewage treatment dalam perjalanan panjang luar angkasa atau dalam teknik lingkungan untuk membuat permukaan Mars lebih sesuai untuk kolonisasi manusia – masih dalam tahap spekulasi.

Referensi:http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Deinococcus_radioduranshttp://mic.sgmjournals.org/cgi/reprint/129/8/2437.pdfhttp://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1999/ast14dec99_1/http://www.biology.lsu.edu/webfac/jbattista/publications/downloads/Against_All_Odds.pdfhttp://www.cabdirect.org/abstracts/20093106388.htmlhttp://www.daviddarling.info/encyclopedia/D/D_radiodurans.htmlhttp://www.genomenewsnetwork.org/articles/07_02/deinococcus.shtmlhttp://www.springerlink.com/content/860183754t75650q/http://www.uniprot.org/taxonomy/1299