Ilmuwan UNAM Teliti Protein LEA sebagai Kunci Kelangsungan Hidup Benih di Tengah Ancaman Kekeringan Global

Tim peneliti dari Universitas Otonom Nasional Meksiko (UNAM) saat ini tengah mendalami mekanisme molekuler yang memungkinkan benih tanaman tetap bertahan hidup di tengah kondisi kekeringan global yang semakin meningkat. Fokus utama dari studi mendalam ini adalah protein Late Embryogenesis Abundant (LEA), sebuah kelompok protein khusus yang terakumulasi secara masif dalam benih saat mereka kehilangan kadar air hingga mencapai angka 90 persen. Fenomena ini menjadi perhatian serius para ahli karena berkaitan langsung dengan kemampuan tanaman untuk mempertahankan regenerasi di lingkungan yang ekstrem.

Protein-protein ini memiliki karakteristik unik sebagai molekul yang fleksibel dan tidak teratur, yang memainkan peran krusial dalam membiarkan embrio tanaman memasuki fase vitrifikasi atau kondisi seperti kaca yang stabil. Keadaan ini sangat penting untuk menjamin kelangsungan hidup benih dalam jangka waktu yang sangat lama meskipun dalam kondisi lingkungan yang sangat kering. Tim yang dipimpin oleh Dr. Alejandra Covarrubias Robles dari Institut Bioteknologi (IBt) UNAM telah membuktikan secara eksperimental fungsi kritis dari molekul-molekul tersebut dalam menjaga integritas seluler. Melalui penelitian mereka, ditemukan bahwa mutasi pada gen yang mengode protein fleksibel ini menyebabkan penurunan signifikan pada viabilitas benih serta mempercepat proses penuaan, yang secara jelas menunjukkan fungsi perlindungannya yang tak tergantikan bagi tanaman.

Dalam rangkaian eksperimen tersebut, para ilmuwan menggunakan benih dari organisme model Arabidopsis thaliana serta berbagai jenis tanaman polong-polongan, yang menegaskan bahwa temuan tersebut memiliki relevansi yang luas dalam konteks agrikultur secara umum. Penelitian ini membuka cakrawala baru bagi bidang bioteknologi untuk menciptakan varietas tanaman pangan yang memiliki ketahanan lebih tinggi terhadap dehidrasi ekstrem. Protein LEA sendiri termasuk dalam kelompok hidrofilin yang kaya akan glisin, sebuah komposisi kimia yang membantu menjaga konformasi fleksibel dalam larutan berair. Protein ini ditemukan secara luas pada benih dan serbuk sari tanaman darat, mengingat struktur-struktur biologis tersebut secara alami harus melewati tahap dehidrasi dan kriptobiosis untuk dapat bertahan hidup sebelum masa perkecambahan tiba.

Berbeda dengan protein pendamping atau chaperone pada umumnya, protein LEA tidak memerlukan ATP (adenosin trifosfat) untuk menjalankan fungsi perlindungannya, dan mereka tidak bertugas memulihkan struktur protein asli setelah dehidrasi terjadi. Menariknya, potensi pemanfaatan protein LEA ternyata melampaui sektor pertanian semata; studi in vitro menunjukkan kemampuan luar biasa mereka dalam menstabilkan protein sensitif lainnya. Penemuan ini membuka jalan bagi penggunaan protein LEA dalam berbagai prosedur medis modern, seperti konservasi embrio hewan atau sel-sel tertentu untuk berbagai terapi kesehatan. Keberadaan protein LEA dan dehidrin, yang merupakan sub-kelompok LEA dari keluarga D-11, tidak hanya terbatas pada benih, tetapi juga telah ditemukan di berbagai jaringan tanaman lainnya dan bahkan pada beberapa jaringan hewan, yang mengindikasikan sejarah evolusi yang sangat tua dan fundamental bagi kehidupan di bumi.

Dalam kerangka besar ketahanan pangan global, memahami mekanisme biologis yang memungkinkan benih untuk memasuki fase dormansi atau istirahat panjang menjadi hal yang sangat mendesak untuk dipelajari. Penelitian yang dilakukan di UNAM ini diharapkan dapat menjadi landasan kuat bagi pengembangan metode pemuliaan tanaman generasi baru yang bertujuan meningkatkan kapasitas adaptasi flora terhadap perubahan iklim yang kian tidak menentu. Keberhasilan penerapan pengetahuan ini dalam ranah bioteknologi dapat menjamin sistem penyimpanan cadangan benih jangka panjang yang jauh lebih andal dan efisien. Hal ini menjadi faktor yang sangat kritikal demi menjaga stabilitas serta keberlanjutan sektor pertanian dunia di tengah ancaman cuaca yang sulit diprediksi di masa mendatang, memastikan ketersediaan pangan bagi populasi manusia yang terus bertambah.