by INBIO

"Connecting The Dots of Sciences"

Trending

Yoga Putra Aliyani                 
199 0 1
Sains dan Teknologi January 11 9 Min Read

Melacak Arah Evolusi Patogenisitas Bakteri Listeria




Buat yang telah lama mempelajari mikrobiologi maupun food safety tentu tidak asing dengan nama bakteri Listeria salah satu kelompok bakteri yang perlu dicegah cemarannya dalam produk makanan. Sebenarnya sudah sejak lama Listeria terutama Listeria monocytogenes dikenal sebagai food pathogen di manusia. Istilah Listeria pertama kali diperkenalkan setelah ditemukannya bukti bahwa bakteri tersebut telah menyebabkan outbrake di beberapa wilayah dan kemudian nama Listeria diberikan untuk menghormati Joseph Lister, salah seorang pionir Tindakan operasi steril.

Hingga tahun 2020 sebanyak 21 spesies Listeria teridentifikasi dan beberapa anggota genus ini terbukti memiliki sifat pathogen sementara sisanya tidak. Adanya perbedaan patogenisitas antar anggota menyebabkan tanda tanya asal usul mengapa hanya Sebagian saja bakteri ini yang pathogen terutama pada manusia yang biasa dikenal dengan listeriosis dengan tingkat fatalitas sebesar 20%.

Dahulu alasan alasan mengapa suatu bakteri memiliki sifat pathogen dan lainnya tidak cukup sulit untuk dijawab namun semenjak adanya teknologi next generation sequencing hal ini tidaklah terlalu sulit. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Bakker et al (2010) diketahui bahwa saat ini terdapat dua kelompok besar Listeria yaitu pathogenic dan non pathogenic seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar Pohon Filogenetik Listeria

Dalam analisis filogenetik yang melibatkan 100 concatenated gene dari 90.215 situs nukleotida termasuk 27.945 situs variable datas diketahui bahwa secara umum Listeria pathogen dan non pathogen membentuk kelompoknya sendiri. Baiklah, untuk pengelompokan Listeria pathogen dan non pathogen telah didapatkan tapi kapankah hal ini mulai terjadi dan mengapa ?

Secara umum genus listeria memiliki konservasi genome yang tinggi dengan akuisisi yang terbatas dari gene pools lain, homolog dan non homolog genes meskipun horizontal gen transfer homolog dalam dan diantara spesies Listeria diketahui terjadi. Buktinya apa ? buktinya dari adanya konservasi genome yang besar dapat dilihat dari cakupan pan-genome Listeria lebih besar dibandingkan spesies bakteri lain. Meskipun konservasi genomenya besar, Listeria diketahui memiliki core gene nukleotida dengan keidentikan pair-wise 84.8% dibanding bakteri lain yang 99.2% pada F.tularensis serta 96.7% pada E.coli haduh bakteri emang kadang membingungkan dan penuh dengan ketidakpastian sih ya. Konservasi gen yang besar disebabkan oleh kebanyakan listeriophages berasal dan pangenome Listeria itu sendiri. Keberadaan system pertahanan diri terhadap DNA asing salah satunya system R-M dan CRISPR juga diketahui dapat membatasi horizontal gene transfer wow. Meskipun secara umum konservasi genome terjadi cukup besar di Listeria namun gene loss, deletion serta horizontal gene transfer dari gene pool dalam genus ini tetap dapat terjadi.

Secara umum hingga saat ini hanya Listeria monocytogenes yang umum diketahui menyebabkan penyakit pada manusia sementara Listeria ivanovii pathogen pada binatang. Gen kunci yang mengatur sifat virulensi pada Listeria  terletak di cluster prfA yang berperan dalam intracellular survival serta cell to cell spread, inlA and inlB yang berperan dalam invasi ke sel epitel organ pencernaan dan sel hati, inlC yang mengkode protein yang secara spesifik dibutuhkan dalam penyebaran antar sel. Listeria monocytogenes lineages I,II, III serta Listeria ivanovii subsp. londoniensis memiliki keseluruhan gen virulensi ini. Awalnya moyang Listeria  memiliki seluruh lokus virulensi kemudian keturunannya kehilangan satu atau lebih gen virulensi ini. Listeria welshimeri, mayoritas innocua, non hemolytic seeligeri tidak memiliki keseluruhan lokus virulensi ini sehingga mereka diketahui avirulence. Kebanyakan Listeria monocytogenes, ivanovii, hemolytic seeligeri membawa klaster prfA  namun tidak memiliki inlAB and inlC sehingga avirulen pada kultur sel mamalia serta animal model. Beberapa strain hemolytic Listeria innocua  memiliki prfA dan inlA dapat menyerang sel epitel pencernaan manusia namun karena tidak memiliki inlC dia avirulen pada tikus.

Molecular Clock Listeria

Sifat patogenisitas dari Listeria banyak dipengaruhi oleh gen gen yang mengatur sifat ini, namun kapankah tepatnya mereka memiliki dan kehilangan gen ini ? most recent common ancestor (MRCA) Listeria memiliki klaster prfA, inlA, inlB, inlC. Berdasarkan analisis menggunakan Bayesian molecular clock dari 100 core genome Listeria diketahui bahwa MRCA atau most recent common ancestor muncul antara 40 hingga 60 juta tahun lalu sama dengan MRCA dari Salmonella enterica serta Salmonella bongori. Adanya timeline mammalian radiation pada masa 40-60 juta tahun memungkinkan munculnya bakteri pathogen di system pencernaan. Terdapat nisia baru yaitu dalam pencernaan mamalia akan menguntungkan Listeria yang memiliki klister virulensi yang mencukupi sementara bagi mereka yang tidak memilikinya akan terseleksi dalam pencernaan dan menempati nisia baru yaitu sebagai bakteri environment.

Fenomena gene loss pada berbagai spesies Listeria diakibatkan oleh transisi cara hidup fakultatif pathogen menjadi obligate saprotrophic. Perubahan hidup dari hidup fakultatif pathogen menjadi obligate saprotrophic setidaknya terjadi melalui empat masa. Ketika spesiasi Listeria seeligeri menyebabkan hilangnya inlAB, inlC namun tidak pada prfA, spesiasi Listeria welshimeri yang kehilangan seluruh klaster virulensi, spesiasi Listeria innocua  yang kehilangan inlB, inlC, spesiasi Listeria marthii yang kehilangan prfA. Bukan biologi namanya kalau tidak ada pengecualian, kadang beberapa strains Listeria non virulen diketahui memiliki gen yang conserve dan dapat berfungsi untung menyerang sel epitel pencernaan manusia. Ada banyak hipotesa yang menjelaskan mengapa Listeria harus memiliki gen gen virulensi salah satunya sebagai mekanisme pertahanan diri dari perdasi protista namun hipotesis ini masih lemah sih karena buktinya Listeria monocytogenes  engga bisa survive setelah ditelan sama amoeba Acanthamoeba polyphaga


Editor:     Rezekinta Syahputra Sembiring                 

AUTHOR

Bagikan ini ke sosial media anda

(0) Komentar

Berikan Komentarmu

Tentang Generasi Peneliti

GenerasiPeneliti.id merupakan media online yang betujuan menyebarkan berita baik seputar akademik, acara akademik, informasi sains terkini, dan opini para akademisi. Platform media online dikelola secara sukarela (volunteers) oleh para dewan editor dan kontributor (penulis) dari berbagai kalangan akademisi junior hingga senior. Generasipeneliti.id dinaungi oleh Lembaga non-profit Bioinformatics Research Center (BRC-INBIO) http://brc.inbio-indonesia.org dan berkomitmen untuk menjadikan platform media online untuk semua peneliti di Indonesia.


Our Social Media

Hubungi Kami


WhatsApp: +62 895-3874-55100
Email: layanan.generasipeneliti@gmail.com

Kami menerima Kerjasama dengan semua pihak yang terkait dunia akademik atau perguruan tinggi.











Flag Counter

© Generasi Peneliti. All Rights Reserved.