Kematian Bukanlah Final: Model Matematika Baru Menyarankan Sel Dapat Dihidupkan Kembali
Para peneliti mendefinisikan ulang kriteria yang menentukan apakah suatu sel dianggap hidup atau mati.
Kematian seluler adalah konsep dasar dalam ilmu biologi. Meskipun penting, definisinya bervariasi tergantung pada konteks di mana ia terjadi dan tidak memiliki definisi matematis umum.
Para peneliti dari Universitas Tokyo mengusulkan definisi matematis baru tentang kematian berdasarkan pada apakah sel yang berpotensi mati dapat kembali ke “keadaan hidup yang representatif” yang telah ditentukan sebelumnya, yaitu keadaan yang dapat kita sebut “hidup” dengan yakin. Pekerjaan para peneliti dapat bermanfaat bagi peneliti biologi dan penelitian medis di masa depan.
Meskipun ini bukan sesuatu yang ingin kita pikirkan, kematian akan datang pada kita semua pada akhirnya, baik Anda hewan, tumbuhan, atau bahkan sel. Meskipun kita semua dapat membedakan mana yang hidup dan mana yang mati, mungkin akan mengejutkan jika mengetahui bahwa kematian pada tingkat sel tidak memiliki definisi matematis yang dikenal secara luas.
Mengingat bahwa kematian sel memainkan peran penting dalam berbagai proses biologis dan dapat mempunyai implikasi kesehatan yang penting, sangatlah penting untuk memahami apa yang sebenarnya kita maksud dengan kematian sel, terutama dalam penelitian.
Pendekatan Matematis terhadap Batas Hidup-Mati
“Tujuan ilmiah jangka panjang saya adalah memahami perbedaan inheren antara kehidupan dan benda mati, secara matematis; mengapa transisi dari benda mati ke kehidupan begitu sulit, sedangkan sebaliknya begitu mudah,” kata Asisten Profesor Yusuke Himeoka dari Universal Biology Institute. “Tujuan kami dalam proyek ini adalah untuk mengembangkan definisi matematis dan metode komputasi untuk mengukur batas hidup dan mati. Kami dapat melakukan ini dengan memanfaatkan fitur penting dari sistem reaksi biologis, khususnya reaksi enzimatik di dalam sel.”
Himeoka dan timnya mengajukan definisi matematis tentang kematian sel. Hal ini didasarkan pada cara keadaan seluler termasuk metabolisme dapat dikontrol dengan memodulasi aktivitas enzim. Mereka mendefinisikan keadaan mati sebagai keadaan di mana sel tidak dapat kembali ke keadaan “hidup”, terlepas dari modulasi proses biokimia apa pun. Hal ini mendorong mereka untuk mengembangkan metode komputasi untuk mengukur batas hidup dan mati, yang mereka sebut “sinar stoikiometri”.
Metode ini dikembangkan dengan berfokus pada reaksi enzimatik dan hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa sistem secara alami berpindah dari keadaan teratur ke keadaan tidak teratur. Para peneliti dapat menggunakan metode ini untuk lebih memahami, mengendalikan, dan bahkan mungkin membalikkan kematian sel dalam percobaan laboratorium terkontrol.
“Metode komputasi ini tidak berlaku untuk sistem otonom, namun sistem yang membuat mesin untuk mengontrol, seperti protein. Otonomi adalah salah satu ciri sistem kehidupan. Saya ingin memperluas metode kami sehingga dapat diterapkan juga pada hal ini,” kata Himeoka. “Kami secara naif percaya bahwa kematian tidak dapat diubah, namun hal ini tidaklah sepele dan tidak harus menjadi masalah. Saya percaya jika kematian semakin terkendali, umat manusia, pemahaman kita tentang kehidupan, dan masyarakat akan berubah total. Dalam hal ini, memahami kematian sangatlah penting dalam hal sains dan implikasi sosialnya.”
Referensi: “Dasar teori kematian sel” oleh Yusuke Himeoka, Shuhei A. Horiguchi dan Tetsuya J. Kobayashi, 27 November 2024, Penelitian Tinjauan Fisik.
DOI: 10.1103/PhysRevResearch.6.043217
