Bakteri Rekayasa di UC San Diego Produksi Pigmen Gurita Skala Industri

Kemampuan gurita untuk mengubah warna, sebuah fenomena yang telah lama memikat dunia sains, sangat bergantung pada pigmen alami yang dikenal sebagai xantomatina. Upaya untuk mereplikasi efek kamuflase ini di luar lingkungan hewan secara historis menghadapi tantangan signifikan, terutama karena sintesis xantomatina di laboratorium terbukti lambat, mahal, dan menghasilkan sedikit senyawa karena struktur kimianya yang rumit.

Namun, pada November 2025, para peneliti di University of California San Diego (UCSD) mengembangkan teknik biologi yang secara fundamental mengubah produksi senyawa alami semacam ini. Sebuah galur bakteri yang dimodifikasi berhasil memproduksi xantomatina dalam jumlah besar, pigmen yang juga ditemukan pada serangga seperti kupu-kupu raja. Pencapaian ini mengukuhkan bahwa bioteknologi kini dapat meniru proses yang secara eksklusif merupakan milik dunia hewan dengan efisiensi tinggi, dengan para peneliti dari Scripps Institution of Oceanography di UCSD melaporkan peningkatan hasil hingga seribu kali lipat dibandingkan pendekatan sebelumnya.

Tim peneliti memanfaatkan galur bakteri Pseudomonas putida, yang dimodifikasi secara cerdas. Alih-alih memaksa produksi, para ilmuwan merancang sistem di mana bakteri hanya dapat bertahan hidup dengan menghasilkan xantomatina. Kunci inovasi ini terletak pada penerapan lingkaran metabolik: setiap molekul xantomatina yang diproduksi secara bersamaan melepaskan format, zat yang mendorong pertumbuhan bakteri. Strategi yang dikenal sebagai "biosintesis terhubung dengan pertumbuhan" ini menciptakan simbiosis sempurna, menyelaraskan kepentingan mikroorganisme dengan tujuan laboratorium.

Penelitian ini diperkuat dengan penerapan teknik evolusi terarah menggunakan robotika dan bioinformatika. Evolusi terkontrol ini memungkinkan mikroorganisme menyempurnakan efisiensi mereka secara otonom, menghasilkan lebih banyak produk tanpa memerlukan intervensi manusia yang konstan. Berkat pendekatan ini, produksi skala gram berhasil dicapai, dimulai dari gula sederhana seperti glukosa, yang membuka jalan bagi pembuatan pigmen alami dalam skala besar tanpa bergantung pada proses kimia yang berpotensi mencemari lingkungan.

Terobosan ini memiliki potensi aplikasi yang luas di luar nilai ilmiahnya dalam memahami pewarnaan hewan. Teknik ini membuka jalan bagi pembuatan material yang reaktif terhadap cahaya atau panas, pelapis pintar, tabir surya alami, atau pewarna ekologis. Metode baru ini menghilangkan kebutuhan akan ekstraksi alami, menjamin sumber yang bersih, terkontrol, dan dapat direproduksi melalui bakteri laboratorium, menegaskan bahwa biologi dapat memberikan solusi berkelanjutan untuk tantangan industri yang kompleks.