Bioinformatika merupakan ilmu gabungan antara IT dan Biologi molekuler

Sesungguhnya, walaupun Bioinformatika adalah ilmu baru, tetapi sudah cukup lama ia menjadi bagian dari komunitas ilmiah. Salah satu buktinya, artikel ilmiah mengenai Bioinformatika telah dipublikasikan pada jurnal internasional yang bereputasi. Kemudian, apa maksud dari jurnal internasional bereputasi? Sesuai dengan definisi DIKTI, ia adalah jurnal internasional yang diindeks di basis data SCOPUS dan memiliki impact factor/diindeks pada Web of Science. Semakin tinggi impact factor, maka jurnal ilmiah tersebut semakin bereputasi. Saya tidak akan membahas lebih jauh mengenai syarat-syarat jurnal internasional bereputasi, karena itu akan dibahas pada posting lain. Namun, disini, kita semua mengetahui bahwa ada dua jurnal internasional bereputasi, yang selalu jadi acuan para ilmuwan di seluruh dunia. Mereka ada “Nature” dan “Science”, dan banyak peraih nobel yang telah mempublikasikan artikel ilmiah mereka disana. Impact factor kedua jurnal tersebut juga sangatlah tinggi. Kedua jurnal top tersebut telah membahas mengenai Bioinformatika sejak beberapa puluh tahun yang lalu.

Sebenarnya, Bioinformatika mulai memiliki peran penting semenjak Human Genome Project (HGP) dimulai, dan telah diselesaikan pada tahun 2001. Disitu, ilmuwan menjadi sadar bahwa diselesaikannya HGP bukan berarti segala permasalahan mengenai mekanisme genetika molekuler manusia selesai, namun justru diperlukan pendekatan baru untuk menyelesaikan berbagai masalah yang ada, dan akan muncul kedepannya. Semenjak itu, Bioinformatika berperan dalam ‘post-HGP era’, untuk membantu peneliti dalam menyelesaikan problematika biologis atau biomedik.

Bioinformatika dalam “Nature” dan “Science”

Jurnal “Nature” mulai mempopulerkan istilah “Bioinformatika” pada tahun 1990an. Artikel Palson pada tahun 1997 telah menunjukkan, bahwa kedepannya Bioinformatika akan berperan penting dalam menjelaskan fungsi berbagai organisme, sebab teknologi sekuensing telah tersedia. Kemudian, gayung bersambut, karena pada tahun 2004, ada dua artikel penting yang juga dipublish di “Nature”. Pertama, adalah artikel Sean R Eddy, mengenai “Hidden Markov Model” (HMM). Apakah HMM itu? Secara singkat, ia adalah metode prediksi yang dalam penggunaannya harus dilatih dengan data pendahuluan. Aplikasi HMM yang telah banyak adalah dalam ramalan cuaca, dan “Voice recognition”. Sean Eddy menunjukkan bahwa metode ini juga dapat digunakan dalam bioinformatika, yaitu untuk memprediksi struktur dan domain dari Protein. Kemudian, Macchiarulo dan kawan-kawan juga menunjukkan bahwa metode molecular docking dapat digunakan dalam ilmu bioinformatika, sebagai cara untuk menapiskan interaksi antara ligan dan protein yang terbaik.

Perkembangan selanjutnya menunjukkan bahwa Bioinformatika akhirnya “meminjam” metode yang sudah mapan pada ilmu yang serumpun, yaitu kimia teoritis. Elber dan Karplus pada tahun 1987 telah menunjukkan, bahwa metode molecular dynamics dapat digunakan untuk memprediksi konformasi protein myoglobin. Karplus, yang memenangkan Nobel Kimia pada tahun 2013, telah memperkenalkan metode dynamics supaya dapat digunakan untuk memprediksi interaksi ligand dan protein secara lebih nyata dan “Vivid”.

Baik artikel pada “Nature” dan “Science” sudah menunjukkan peran penting Bioinformatika. Kemudian, apa yang harus dilakukan?

Bioinformatika dan Eksperimen Laboratoris

Walaupun Martin Karplus, Arieh Warshel, dan Michael Levit, yang merupakan pakar bioinformatika/kimia teoritis, telah memenangkan nobel kimia tahun 2013, namun hal tersebut bukan berarti eksperimen laboratoris menjadi tidak penting. Dalam hal tertentu, ada kalanya hasil komputasi di lab bioinformatika harus divalidasi pada eksperimen laboratoris. Dalam kontek bioteknologi farmasi, validasi pada eksperimen menjadi penting, jika memang hasil komputasi tersebut akan diproyeksikan sebagai bagian dari proses produksi produk farmasi itu sendiri. Pada akhirnya, Bioinformatika dan eksperimen laboratoris seyogyanya saling melengkapi untuk memperkaya pencarian kebenaran ilmiah yang tak pernah berhenti. Oleh karena itu, mari kita bekerja sama!

Daftar Pustaka:

Eddy SR. What is a hidden Markov model? Nat Biotechnol. 2004
Oct;22(10):1315-6. Review. PubMed PMID: 15470472

Elber R, Karplus M. Multiple conformational states of proteins: a molecular
dynamics analysis of myoglobin. Science. 1987 Jan 16;235(4786):318-21. PubMed
PMID: 3798113.

Macchiarulo A, Nobeli I, Thornton JM. Ligand selectivity and competition
between enzymes in silico. Nat Biotechnol. 2004 Aug;22(8):1039-45. PubMed PMID:
15286657.

Palsson BO. What lies beyond bioinformatics? Nat Biotechnol. 1997
Jan;15(1):3-4. PubMed PMID: 9035092.

Sumber gambar: mcclintock.generationcp.org

Tulisan ini akan dimuat pada netsains.net