Andai tak memenuhi permintaan anak-anaknya untuk bertamasya ke Disney World di Florida, AS, Peter Agre kemungkinan tak akan menjadi salah satu peraih Hadiah Nobel Kimia tahun 2003. Kejadian itu dan serangkaian peristiwa lain yang seolah kebetulan membawa Agre dan para koleganya menemukan aquaporin.
Aquaporin dalam ilmu biokimia adalah sebutan untuk serangkaian protein pada membran sel penyusun makhluk hidup. Rangkaian protein istimewa ini membentuk semacam pori-pori yang memungkinkan air mengalir dalam setiap jaringan tubuh makhluk hidup, mulai dari bakteri, tanaman, hingga manusia.
Dalam kuliah umum di Institut Teknologi Bandung, Rabu (22/3) lalu, Profesor Peter Agre mengenang momen-momen saat ia bersama para koleganya di John Hopkins University di Baltimore, Amerika Serikat, menemukan aquaporin itu. “Saya selalu mengatakan bahwa penemuan ini berawal dari sebuah kebetulan (serendipity),” kata ilmuwan berusia 68 tahun ini.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Bisa dikatakan demikian karena pada waktu itu, sekitar pertengahan dekade 1980-an, Agre tidak sedang sengaja mencari aquaporin. Alih-alih, saat itu ia tengah menyelidiki komponen molekuler antigen resus (Rh) golongan darah.
KOMPAS/RONY ARIYANTO NUGROHO–Profesor Peter Agre, salah satu peraih Hadiah Nobel Kimia tahun 2003, memaparkan temuannya sebelum menerima gelar doktor kehormatan dari Institut Teknologi Bandung di Sasana Budaya Ganesha, Bandung, Jawa Barat, Rabu (22/3). Agre adalah profesor bidang kedokteran dan biokimia di John Hopkins University, Amerika Serikat, yang menemukan aquaporin pada 1991.
Saat berusaha mengisolasi protein Rh pada sel darah merah, timnya menemukan dua rangkaian protein (polipeptida) yang terus muncul, yakni protein Rh sebanyak 32 kilodalton (kDa) dan protein tak dikenal sebanyak 28 kDa. Dalton adalah satuan massa atom. Satu dalton didefinisikan sebagai 1/12 massa atom bebas karbon-12 (C-12) dalam keadaan netral, diam, dan tak tereksitasi.
Apa pun yang dilakukan Agre dan timnya untuk mengisolasi protein Rh, protein tak dikenal ini selalu muncul. Secara khusus protein ini ditemukan bereplikasi dalam jumlah berlimpah di membran sel darah merah manusia (mencapai sekitar 200.000 salinan per sel).
Agre pun berdiskusi dengan sejumlah ilmuwan lain untuk mencari tahu identitas dan fungsi protein misterius tersebut, tetapi tanpa hasil.
Perjalanan liburan
Di tengah kebuntuan dan rasa penasaran ini, tahun 1991, Agre mengajak keluarganya berlibur. Agre dan istrinya, Mary (yang turut mendampinginya di Bandung), memiliki tradisi mengajak empat anak mereka berkemah di taman-taman nasional di AS.
“Namun, saat saya menanyakan kepada anak-anak ke mana mereka ingin berlibur saat itu, mereka ngotot meminta pergi ke Disney World. Akhirnya kami berkompromi untuk berkemah di Taman Nasional Everglades sekaligus bermain ke Disney World di Florida,” katanya.
Dalam perjalanan pulang dengan bermobil dari Florida ke Baltimore, Agre dan keluarganya mampir mengunjungi Chapel Hill, North Carolina, tempat sejumlah teman lamanya menjadi peneliti di University of North Carolina (UNC).
Agre menyempatkan menemui John Parker, profesor bidang hematologi yang pernah menjadi pembimbingnya saat Agre mendapat beasiswa studi di UNC pada 1978. Kepada Parker, ia bercerita tentang protein misterius tersebut.
Parker pun melontarkan gagasan bahwa jangan-jangan protein tersebut adalah kanal air dalam sel yang telah dicari-cari para ilmuwan selama 200 tahun. Para ilmuwan sebelum itu hanya bisa menjelaskan bahwa molekul-molekul air merembes melalui dinding membran sel dengan proses osmosis. Namun, mereka belum bisa menjelaskan fenomena air bisa mengalir lebih cepat pada sel-sel organ tertentu di tubuh.
Gagasan ini menjadi terobosan dalam kebuntuan riset Agre. Dan begitu pulang ke Baltimore, ia fokus menyelidiki 28 kDa protein tersebut dalam kaitannya dengan transpor air di dalam jaringan tubuh. Hasil penelitian mereka dimuat di jurnal Science edisi 17 April 1992 dan protein misterius itu pun resmi dinamakan aquaporin-1 (AQP-1).
“Andai saya waktu itu tak menuruti anak saya pergi ke Disney World, mungkin akan butuh waktu lebih lama bagi saya untuk menemukan (aquaporin),” ujarnya sambil tersenyum.
Desain besar
Penelitian mengenai struktur molekul AQP-1 ini menemukan sebuah celah atau terowongan di dalam molekul itu dengan diameter yang pas dilalui satu molekul air. Dengan begitu, air murni bisa mengalir melalui celah itu tanpa membawa zat-zat lain yang larut di dalamnya.
“Temuan ini menjelaskan sebuah desain besar dalam alam semesta yang mengatur bagaimana air sebagai sumber kehidupan mengalir dalam tubuh makhluk hidup. Keberadaannya pada seluruh makhluk hidup mengindikasikan, desain ini sudah ada pada wujud kehidupan awal,” papar Agre.
Pada tubuh manusia, aquaporin ini berperan sangat penting dalam pembentukan cairan otak (cerebrospinal fluid), cairan aqueous humor di bola mata, proses penyaringan darah di ginjal, serta sekresi keringat, air liur, dan air mata. Gangguan atau mutasi pada protein aquaporin ini bisa menyebabkan berbagai penyakit, mulai dari edema otak, anhidrosis yang bisa memicu hipotermia, hingga diabetes insipidus.
Namun, manipulasi pada aquaporin ini juga membuka peluang pencegahan penyakit. Agre, yang kini menjabat Direktur John Hopkins Malaria Research Institute, terus menyelidiki kemungkinan memblokade aquaporin pada parasit penyebab malaria, plasmodium, ataupun pada nyamuk Anopheles pembawa parasit itu untuk mencegah penyebaran malaria.
“Begitu banyak kemungkinan yang terbuka untuk diselidiki terkait aquaporin dan fungsinya ini,” kata Agre.–DAHONO FITRIANTO
—————
Versi cetak artikel ini terbit di harian Kompas edisi 27 Maret 2017, di halaman 14 dengan judul “Aquaporin, Kanal Air Kehidupan”.
