Sumber ilustrasi: Pixabay
4 Agustus 2026 18.25 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [04.08.2026] Tanaman merupakan sumber berbagai senyawa penting bagi manusia selama ribuan tahun. Banyak zat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari kafeina, kapsaisin, mentol, hingga vanilin, berasal dari kemampuan tumbuhan menghasilkan molekul alami dengan struktur yang kompleks.
Dunia pengobatan juga sangat bergantung pada kimia tumbuhan. Sejumlah obat modern diperoleh langsung dari tanaman, sedangkan banyak obat lainnya dikembangkan dengan meniru struktur senyawa yang pertama kali ditemukan di dalam jaringan tumbuhan.
Akan tetapi senyawa yang dihasilkan tanaman tidak selalu aman. Beberapa tumbuhan menghasilkan racun kuat untuk melindungi diri dari pemangsa, penyakit, dan berbagai tekanan lingkungan. Dalam jumlah yang sangat kecil, racun tersebut dapat merusak saraf, menyebabkan kelumpuhan, bahkan mengakibatkan kematian.
Wolfsbane dan larkspur merupakan dua contoh tanaman dengan kemampuan kimia semacam itu. Keduanya terkenal sangat beracun, tetapi sejumlah senyawa yang dikandungnya juga memiliki kemungkinan penggunaan untuk mengatasi rasa sakit, malaria, kanker, dan hama pertanian.
Potensi tersebut telah diketahui selama waktu yang sangat panjang. Meskipun demikian, para ilmuwan masih kesulitan memahami bagaimana kedua tanaman membangun senyawa kompleksnya dan bagaimana molekul-molekul tersebut dapat diproduksi dalam jumlah cukup besar untuk diteliti.
Sebuah penelitian terbaru dari Michigan State University dan Czech Academy of Sciences kini berhasil mengungkap sebagian jalur biokimia yang digunakan wolfsbane dan larkspur. Para peneliti menemukan enam enzim yang bekerja bersama untuk membentuk senyawa kompleks bernama atisinium.
Temuan yang dipublikasikan dalam jurnal Molecular Plant tersebut tidak hanya menjelaskan sebagian proses kimia di dalam tanaman beracun. Tim penelitian juga berhasil menciptakan kembali proses tersebut di dalam tanaman tembakau sehingga membuka kemungkinan produksi senyawa langka secara lebih berkelanjutan.
Garret Miller, alumnus Michigan State University sekaligus penulis pertama bersama penelitian, menjelaskan bahwa wolfsbane dan larkspur telah digunakan dalam berbagai bentuk pengobatan di banyak wilayah dunia selama ribuan tahun.
Menurut Miller, kedua tanaman diketahui berinteraksi dengan tubuh manusia melalui banyak mekanisme. Memahami bagaimana tanaman menghasilkan senyawanya dapat membuka jalur baru untuk menguji potensi biologis dan medis molekul-molekul tersebut.
Walaupun ilmu kimia modern telah berkembang sangat jauh, tanaman masih memiliki kemampuan yang sulit ditandingi dalam menghasilkan molekul alami berstruktur rumit.
Björn Hamberger, penulis penelitian dan James K. Billman Endowed Professor di Department of Biochemistry and Molecular Biology, Michigan State University, menggambarkan tanaman sebagai ahli kimia terbaik karena terus memperbarui persenjataan senyawa alaminya selama jutaan tahun untuk bertahan hidup.
Lana Mutabdžija, mahasiswa pascasarjana di Czech Academy of Sciences sekaligus penulis pertama bersama penelitian, menambahkan bahwa manusia telah menemukan banyak kegunaan bagi molekul tumbuhan dalam kehidupan sehari-hari.
Mutabdžija menunjuk kafeina, kapsaisin, mentol, dan vanilin sebagai beberapa contoh yang telah digunakan secara luas. Banyak obat yang digunakan saat ini juga berasal langsung dari tumbuhan atau dikembangkan berdasarkan inspirasi dari kimia tanaman.
Hamberger Lab di Michigan State University mempelajari zat-zat alami yang dikenal sebagai metabolit khusus. Kelompok tersebut berusaha memahami bagaimana tanaman menghasilkan metabolit tersebut dan bagaimana senyawanya dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan medis maupun praktis lainnya.
Dalam beberapa tahun terakhir, tim mulai memusatkan perhatian pada larkspur. Tanaman tersebut juga dikenal sebagai delphinium karena bentuk bunganya menyerupai lumba-lumba.
Para peneliti ingin mengetahui bagaimana larkspur menghasilkan alkaloid diterpenoid. Kelompok senyawa tersebut memiliki tingkat toksisitas tinggi, tetapi beberapa anggotanya juga diperkirakan memiliki sifat yang dapat dimanfaatkan dalam pengembangan obat.
Mengungkap jalur pembentukan alkaloid diterpenoid bukan pekerjaan sederhana. Senyawa tersebut menggabungkan ciri dari dua kelompok kimia tumbuhan yang termasuk paling tua dan paling besar di Bumi.
Struktur alkaloid diterpenoid sangat rumit sehingga para ilmuwan telah berusaha selama puluhan tahun untuk memahami bagaimana tanaman menyusun setiap bagiannya.
Akonitin menjadi salah satu senyawa paling dikenal dalam keluarga tersebut. Molekul itu telah berhasil diisolasi hampir 200 tahun lalu, tetapi para peneliti hingga kini belum berhasil menyintesisnya secara penuh di laboratorium.
Perkembangan penting dalam penelitian muncul melalui pertemuan yang tidak direncanakan sebelumnya. Dalam sebuah konferensi ilmiah di Barcelona, Hamberger bertemu dengan peneliti dari laboratorium Tomáš Pluskal di Czech Academy of Sciences.
Kelompok Pluskal, termasuk Mutabdžija, ternyata sedang mempelajari keluarga alkaloid diterpenoid yang sama pada wolfsbane. Tanaman tersebut merupakan kerabat larkspur yang terkenal sangat beracun dan juga dikenal sebagai monkshood.
Hamberger menjelaskan bahwa dua kelompok yang menemukan diri mereka sedang mempelajari persoalan sama dapat memilih berjalan sendiri-sendiri atau bekerja sama. Menurut Hamberger, penggabungan keahlian biasanya menghasilkan penelitian yang lebih baik.
Setelah membentuk tim internasional, para peneliti mulai mencari urutan biokimia yang digunakan wolfsbane dan larkspur untuk menghasilkan alkaloid diterpenoid.
Pencarian tersebut menyerupai perburuan molekuler. Tim memeriksa beberapa spesies dari kedua tanaman dan melacak ribuan gen untuk menemukan gen yang aktif pada jaringan tertentu serta pada waktu yang tepat.
Tidak semua gen dalam tanaman bekerja secara bersamaan. Sebagian gen hanya aktif ketika tanaman membutuhkan enzim tertentu untuk menjalankan tahapan khusus dalam pembentukan suatu molekul.
Garret Miller menjelaskan bahwa jalur biosintesis dapat dibayangkan seperti jalur perakitan di sebuah pabrik. Setiap tahap harus berlangsung dalam urutan tertentu agar produk akhir dapat terbentuk.
Menurut Miller, apabila sebuah produk membutuhkan sepuluh tahap dan salah satu tahap berhenti bekerja, tahapan berikutnya juga tidak dapat dilanjutkan.
Tanaman biasanya menghasilkan metabolit khusus dalam jumlah yang sangat sedikit dan dengan kecepatan yang lambat. Kondisi tersebut membuat pengumpulan senyawa langsung dari tanaman menjadi tidak efisien untuk pengujian berskala besar.
Karena itu, mengidentifikasi jalur biokimia pembentuk suatu senyawa menjadi sangat penting. Setelah jalurnya diketahui, para ilmuwan dapat berusaha memproduksi molekul tersebut melalui sistem biologis lain yang lebih mudah dikendalikan.
Instruksi genetik untuk membangun sebuah senyawa dapat dipindahkan ke organisme inang yang telah direkayasa, seperti ragi atau tanaman lain.
Pendekatan semacam itu dapat mengubah organisme inang menjadi pabrik biologis yang menghasilkan senyawa target dalam jumlah lebih besar untuk penelitian, pengujian, dan pengembangan lebih lanjut.
Mutabdžija menjelaskan bahwa dalam skenario ideal, metode tersebut pada akhirnya dapat membantu menciptakan obat baru yang terinspirasi oleh produk alami.
Setelah mengidentifikasi kumpulan gen yang menjanjikan dari wolfsbane dan larkspur, para peneliti memindahkan instruksi genetik tersebut ke dalam tanaman tembakau.
Tanaman tembakau digunakan sebagai biofabrik hidup karena mudah dimodifikasi dan dapat membantu peneliti menguji apakah kombinasi gen tertentu mampu mereproduksi proses kimia dari tanaman asal.
Analisis menunjukkan bahwa tanaman tembakau yang telah dimodifikasi berhasil membentuk jalur biokimia yang dicari oleh tim.
Enam enzim berbeda ditemukan bekerja secara berurutan untuk menghasilkan atisinium, salah satu senyawa yang termasuk dalam kelompok alkaloid diterpenoid.
Keenam enzim tersebut membantu membentuk molekul hingga mencapai struktur akhirnya yang rumit.
Enzim-enzim yang ditemukan juga memungkinkan penambahan sumber nitrogen penting ke dalam molekul. Tahap tersebut sebelumnya tidak diperkirakan oleh para peneliti.
Keberhasilan tersebut memberikan pemahaman mengenai langkah-langkah awal yang diperlukan untuk menghasilkan atisinium.
Temuan itu juga menyediakan titik awal untuk mempelajari keluarga alkaloid diterpenoid yang lebih luas dan menelusuri senyawa mana yang memiliki kegunaan medis paling menjanjikan.
Produksi melalui tanaman tembakau menawarkan pendekatan yang lebih berkelanjutan dibandingkan mengambil senyawa langsung dari wolfsbane dan larkspur.
Tanaman beracun tersebut hanya menghasilkan metabolit khusus dalam jumlah kecil. Pengambilan langsung juga dapat menjadi tidak praktis, sulit dikendalikan, dan berisiko.
Tanaman inang yang direkayasa memungkinkan senyawa dibuat dalam jumlah lebih besar serta dalam kondisi yang lebih mudah dipantau.
Produksi yang lebih tinggi akan memberi para ilmuwan kesempatan melakukan pengujian farmakologis secara lebih luas, membandingkan berbagai struktur molekul, dan menilai efek biologisnya dengan lebih teliti.
Pendekatan tersebut juga dapat digunakan untuk memodifikasi jalur pembentukan molekul sehingga menghasilkan turunan senyawa dengan sifat berbeda.
Turunan tersebut pada masa mendatang dapat diuji sebagai kandidat untuk mengatasi rasa sakit, malaria, kanker, maupun hama pertanian.
Meskipun demikian, penelitian ini belum menghasilkan obat yang siap digunakan. Tim baru mengidentifikasi sebagian jalur biosintesis dan menciptakan sistem awal untuk memproduksi salah satu senyawanya.
Pengujian lanjutan tetap diperlukan untuk mengetahui tingkat keamanan, efektivitas, dosis, serta mekanisme kerja setiap molekul terhadap tubuh manusia.
Björn Hamberger menjelaskan bahwa visi tim adalah menyediakan perangkat hijau dan berkelanjutan yang memungkinkan kekuatan alami tanaman dimanfaatkan secara lebih terkontrol.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa dua tanaman yang dikenal karena racunnya dapat menjadi sumber pengetahuan penting bagi pengembangan obat. Dengan melacak ribuan gen, para ilmuwan berhasil menemukan enam enzim yang membangun atisinium dan mereproduksi sebagian proses tersebut di dalam tanaman tembakau. Temuan tersebut membuka jalan menuju produksi alkaloid diterpenoid dalam jumlah lebih besar serta penelitian lanjutan mengenai kemungkinan penggunaannya untuk mengatasi rasa sakit, malaria, kanker, dan hama pertanian.
Diolah dari artikel:
“Two deadly flowers could inspire powerful new medicines” oleh Michigan State University. (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260801042818.htm
