Penelitian ilmiah terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Cell Host & Microbe pada tahun 2025 telah mengungkap bagaimana bakteri membangun pertahanan diri mereka. Mereka menggunakan sebuah mekanisme yang sangat menyerupai prinsip kerja vaksinasi. Sistem bawaan ini berfungsi sebagai imunitas, memungkinkan bakteri untuk mengenali dan menetralkan serangan virus ketika terjadi kontak berulang.
Setelah berhadapan dengan virus, bakteri mengerahkan enzim spesifik untuk menyisipkan fragmen kecil DNA virus, yang disebut spacer, ke dalam struktur keturunan mereka. Dengan cara ini, sebuah arsip tercipta untuk identifikasi dan pertahanan di masa depan. Proses ini pada dasarnya merupakan pencatatan pengalaman masa lalu demi memastikan kelangsungan hidup di masa mendatang.
Menariknya, para ilmuwan telah lama dan secara aktif memanfaatkan fenomena yang sama ini, yang menjadi dasar bagi teknologi CRISPR. Namun, baru belakangan ini fungsi alami utamanya di dalam sel terungkap, yaitu kemampuan untuk dengan cepat memasukkan perubahan ke dalam genomnya sendiri.
Teknologi CRISPR memanfaatkan enzim ini sebagai “gunting genetik” untuk memanipulasi DNA dalam berbagai tugas, mulai dari eksperimen laboratorium hingga terapi gen mutakhir. Meskipun demikian, mekanisme pasti dari proses ini di dalam bakteri itu sendiri tetap menjadi misteri untuk waktu yang lama, hingga penelitian terbaru ini muncul.
Memahami interaksi kompleks antara bakteriofag—virus yang menyerang bakteri—dan inangnya sangatlah krusial bagi pengembangan terapi fag. Terapi fag merupakan metode penggunaan virus untuk melawan infeksi bakteri yang tidak dapat diatasi oleh antibiotik. Ahli biologi molekuler, Rodolphe Barrangou, menekankan bahwa pengetahuan ini dapat memfasilitasi pengembangan fag yang efektif melawan spektrum bakteri patogen yang lebih luas.
Bakteri memiliki gudang senjata yang mencakup lebih dari 150 mekanisme pertahanan berbeda terhadap fag, yang harus dipelajari cara menghindarinya oleh agen terapeutik. Pemahaman baru ini harus mendorong visi yang lebih luas mengenai penerapan metode pengobatan fag untuk berbagai penyakit menular. Hasil penelitian menunjukkan jalur baru dalam menciptakan obat berbasis fag yang akan memanfaatkan sumber daya pertahanan internal bakteri. Memahami bagaimana bakteri mengarsipkan fragmen DNA virus dapat memungkinkan peneliti merekayasa fag yang mampu menghancurkan bakteri patogen secara terarah, menawarkan strategi yang menjanjikan dalam menghadapi resistensi antibiotik.
Dalam perlombaan evolusioner yang tiada henti ini, virus juga telah mengembangkan tindakan balasan. Ditemukan bahwa beberapa bakteriofag, seperti ICP1, mampu “membajak” seluruh rangkaian gen sistem CRISPR/Cas. Tindakan ini menyebabkan kekacauan total dalam sistem pertahanan bakteri dan menghilangkan kemampuannya untuk melawan infeksi secara efektif. Selain itu, sistem CRISPR-Cas itu sendiri, yang merupakan dasar imunitas adaptif prokariota, juga terlibat dalam proses yang tidak secara langsung terkait dengan pertahanan, misalnya dalam regulasi ekspresi gen dan perbaikan DNA. Pengetahuan tentang arsitektur internal imunitas mikroba ini memberikan kesempatan untuk secara sadar membentuk solusi yang lebih berkelanjutan dan harmonis untuk kesehatan secara keseluruhan.