Karl Deisseroth, Peter Hegemann, dan Georg Nagel dianugerahi Nobel Fisiologi atau Kedokteran 2026. Penghargaan itu diberikan atas penemuan yang mengarah pada pengembangan optogenetika.
Optogenetika adalah teknik untuk mengendalikan aktivitas neuron menggunakan cahaya di otak hidup. Teknik ini memungkinkan peneliti mengaktifkan atau menonaktifkan neuron individual dengan cahaya.
Pendekatan tersebut menjawab keterbatasan penelitian otak sebelumnya.
Riset lama banyak mengandalkan data anatomi dan korelasi karena belum ada cara mengendalikan aktivitas neuron secara sangat cepat.
Dari Alga Chlamydomonas hingga Channelrhodopsin
Perkembangan optogenetika berawal dari penelitian Peter Hegemann pada 1990-an di Institut Biokimia Max Planck, Jerman. Ia mempelajari Chlamydomonas, alga bersel tunggal yang mampu berenang menuju cahaya.
Hegemann berupaya mengisolasi protein yang berkaitan dengan kemampuan tersebut. Protein yang diisolasi ternyata tidak stabil setelah dikeluarkan dari sel.
Setelah genom Chlamydomonas diurutkan, ia menemukan dua gen yang menyerupai gen protein mikroba peka cahaya. Hegemann lalu bekerja sama dengan Georg Nagel di Institut Biofisika Max Planck.
Nagel memiliki pengalaman memproduksi protein di sel telur katak. Kerja sama itu memungkinkan keduanya mempelajari protein yang berkaitan dengan respons terhadap cahaya.
Penelitian mereka menemukan channelrhodopsin-1 dan channelrhodopsin-2 sebagai saluran pada membran sel yang terbuka ketika terkena cahaya. Saluran itu memungkinkan ion bermuatan positif masuk dan menghasilkan sinyal listrik.
Perhatian kemudian dipusatkan pada channelrhodopsin-2.
Protein itu merespons cahaya dalam 0,2 milidetik dan dapat membuat sel ginjal manusia serta hamster menjadi peka terhadap cahaya setelah dimodifikasi secara genetik.
Temuan Hegemann dan Nagel membuka jalan bagi Karl Deisseroth, psikiater dan insinyur biologi di Howard Hughes Medical Institute dan Universitas Stanford.
Deisseroth membawa pendekatan itu ke penelitian otak dengan memasukkan protein peka cahaya ke dalam jaringan otak.
Chlamydomonas memiliki kemampuan khas bergerak menuju sumber cahaya.
Menurut laman resmi Nobel Prize, ketika alga hijau itu diberi cahaya dari salah satu sisi cawan petri, kumpulan alga bergerak ke arah sumber cahaya.
Gerakan itu dimungkinkan oleh bintik mata, berupa titik oranye kecil pada permukaan sel yang mengandung molekul penangkap cahaya.
Chlamydomonas terutama ditemukan di air tawar dan tanah lembap.
Menurut Oxford Academic, Chlamydomonas merupakan genus alga hijau bersel tunggal yang banyak digunakan dalam penelitian biologi sel dan molekuler.
Spesies Chlamydomonas reinhardtii juga dimanfaatkan sebagai organisme model untuk penelitian dan aplikasi bioteknologi.
Chlamydomonas reinhardtii umumnya bereproduksi secara aseksual melalui pembelahan mitosis. Organisme itu juga dapat mengalami reproduksi seksual ketika kondisi lingkungan tertentu, seperti kekurangan nitrogen, memicu pembentukan gamet.
Menurut EBSCO, Chlamydomonas reinhardtii memiliki karakteristik genetik yang menonjol, termasuk pola pewarisan uniparental untuk sifat tertentu yang berkaitan dengan DNA kloroplas dan mitokondria.
Kesederhanaan genetik serta kemampuannya berkembang dalam beragam kondisi menjadikannya organisme penting untuk penelitian.
