Versi asli cerita ini muncul di Majalah Quanta. Untuk molekul RNA, dunia adalah tempat yang berbahaya. Berbeda dengan DNA yang bisa bertahan selama jutaan tahun dalam bentuk ganda yang stabil, RNA tidak dibangun untuk bertahan – bahkan di dalam sel yang membuatnya. Kecuali diikatkan secara protektif ke molekul yang lebih besar, RNA bisa terurai dalam hitungan menit atau kurang. Dan di luar sel? Lupakan saja. Enzim pemakan RNA yang rakus ada di mana-mana, disekresikan oleh semua bentuk kehidupan sebagai pertahanan terhadap virus yang mengeja identitas genetik mereka dalam kode RNA.
Ada satu cara RNA bisa bertahan di luar sel tanpa cacat: dalam gelembung kecil yang protektif. Selama beberapa dekade, para peneliti telah melihat sel melepaskan gelembung ini dari membran sel, yang disebut vesikel ekstraseluler (EV), penuh dengan RNA yang terurai, protein, dan molekul lainnya. Tetapi kantong-kantong ini dianggap tidak lebih dari kantong sampah yang membawa barang-barang molekuler yang hancur keluar dari sel selama pembaruan rutin.
Kemudian, pada awal 2000-an, percobaan yang dipimpin oleh Hadi Valadi, seorang ahli biologi molekuler di Universitas Gothenburg, mengungkapkan bahwa RNA di dalam beberapa EV tidak terlihat seperti sampah. Koktail urutan RNA secara signifikan berbeda dari yang ditemukan di dalam sel, dan urutan ini utuh dan fungsional. Ketika tim Valadi mengekspos sel-sel manusia ke EV dari sel-sel tikus, mereka terkejut melihat sel-sel manusia menyerap pesan RNA dan “membacanya” untuk membuat protein fungsional yang sebaliknya tidak akan bisa mereka buat.
Valadi menyimpulkan bahwa sel-sel mengemas untai RNA ke dalam vesikel khusus untuk berkomunikasi satu sama lain. “Jika saya sudah di luar dan melihat hujan,” katanya, “saya bisa memberi tahu Anda: Jika Anda keluar, bawa payung.” Dengan cara yang sama, dia menyarankan, sel dapat memperingatkan tetangganya tentang paparan terhadap patogen atau bahan kimia berbahaya sebelum mereka mengalami bahaya sendiri.
Sejak itu, telah muncul banyak bukti mendukung teori ini, dimungkinkan oleh peningkatan teknologi sekuensing yang memungkinkan ilmuwan mendeteksi dan mendekode segmen RNA yang semakin kecil. Sejak Valadi menerbitkan percobaannya, peneliti lain juga telah melihat EV yang diisi dengan kombinasi RNA yang kompleks. Urutan RNA ini bisa berisi informasi terperinci tentang sel yang membuatnya dan memicu efek tertentu pada sel penerima. Temuan ini telah membuat beberapa peneliti menyarankan bahwa RNA mungkin menjadi bahasa franca molekuler yang melampaui batas taksonomi tradisional dan oleh karena itu dapat mengkodekan pesan yang tetap dapat dimengerti di seluruh pohon kehidupan.
“RNA sudah memiliki arti di setiap sel, dan itu adalah kode yang cukup sederhana.”
Amy Buck, Universitas Edinburgh
Pada tahun 2024, studi baru telah mengungkapkan lapisan tambahan dari cerita ini, menunjukkan, misalnya, bahwa bersama dengan bakteri dan sel eukariotik, arkea juga bertukar RNA yang terikat pada vesikel, yang mengkonfirmasi bahwa fenomena itu universal untuk ketiga domain kehidupan. Studi lain telah memperluas pemahaman kita tentang komunikasi sel lintas-kerajaan dengan menunjukkan bahwa tanaman dan jamur yang menginfeksi dapat menggunakan paket RNA yang merusak sebagai bentuk perang informasi koevolusi: Sel musuh membaca RNA dan membangun protein yang merusak diri dengan mesin molekuler mereka sendiri.
“Saya terpesona dengan apa yang bisa dilakukan RNA,” kata Amy Buck, seorang ahli biologi RNA di Universitas Edinburgh yang tidak terlibat dalam penelitian baru tersebut. Bagi dia, memahami RNA sebagai cara komunikasi “melampaui menghargai kecanggihan dan sifat dinamis RNA dalam sel.” Mengirimkan informasi di luar sel mungkin menjadi salah satu peran bawaannya.
Pengiriman yang Sensitif Waktu
Mikrobiolog Susanne Erdmann mempelajari infeksi virus dalam Haloferax volcanii, organisme bersel tunggal yang berkembang dengan sangat asin seperti Laut Mati atau Danau Garam Besar. Bakteri bersel tunggal dikenal bertukar EV secara luas, tetapi H. volcanii bukanlah bakteri – itu adalah archaea, anggota cabang evolusi ketiga kehidupan, yang memiliki sel yang dibangun secara berbeda dari bakteri atau eukariota seperti kita.
Karena EV memiliki ukuran dan densitas yang sama dengan partikel virus yang diteliti tim Erdmann di Institut Max Planck untuk Mikrobiologi Laut di Jerman, mereka “selalu muncul saat Anda mengisolasi dan membersihkan virus,” katanya. Akhirnya, kelompoknya menjadi penasaran dan memutuskan untuk melihat apa yang ada di dalamnya.