Masuk tirto.id
tirto.id - Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 2026 dianugerahkan kepada ilmuwan Jerman, Peter Hegemann dan Georg Nagel, serta ilmuwan Amerika Serikat, Karl Deisseroth.
Melansir siaran pers Nobel Prize (5/10/2026), Nobel tersebut dianugerahkan untuk optogenetika. Ini merupakan sebuah metode yang memungkinkan untuk menunjukkan bagaimana sel saraf membentuk ingatan, perasaan, dan perilaku di otak yang hidup.
Peter Hegemann dan Georg Nagel berperan besar dalam menemukan dan mempelajari channelrhodopsin, protein peka cahaya yang ditemukan pada mikroorganisme. Temuan ini menjadi sangat penting karena channelrhodopsin dapat digunakan sebagai semacam “saklar cahaya” untuk sel.
Kemudian Karl Deisseroth bersama timnya mengembangkan metode tersebut menjadi teknologi yang dapat digunakan untuk mempelajari sirkuit saraf pada hewan dan memahami hubungan antara aktivitas neuron dengan perilaku.
“Optogenetika memberikan peluang untuk memetakan otak dengan cara yang dulunya hanya bisa kita impikan,” jelas Ketua Komite Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran, Per Svenningsson.
Peter Hegemann, Channelrhodopsin, dan Penelitian pada Alga
Peter Hegemann, salah satu peraih Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran 2026, lahir di Jerman pada 1954. Dia merupakan seorang ahli biokimia dan biofisika Jerman yang dikenal atas kontribusinya dalam pengembangan optogenetika.
Hegemann mengawali penelitian panjang bersama 2 ilmuwan lain hingga memenangkan Nobel ini. Penelitian ketiganya, dikutip dari The Guardian (5/10/2026), menghasilkan pengembangan saklar peka cahaya yang bisa digunakan untuk mengontrol sel saraf di otak yang hidup, menghidupkan atau mematikannya.
Sebagaimana dijelaskan di laman Britannica (6/10/2026), karyanya mengarah pada penemuan dan karakterisasi kelas protein peka cahaya (channelrhodopsin) sebagai respons terhadap panjang gelombang cahaya tertentu, memungkinkan ion melewati membran alga.
Mengutip laman The Nobel Prize, penelitian ini dilakukan pada bintik mata alga. Menggunakan elektroda yang sangat kecil, dia mengukur sinyal listrik yang muncul di Chlamydomonas ketika bintik mata tersebut disinari.
Alga tersebut bereaksi dengan sangat cepat. Hanya setengah milidetik setelah cahaya mencapai bintik mata, impuls listrik terjadi.
Pada awal 1990-an, Hegemann merumuskan hipotesis bahwa kompleks protein tunggal bisa menangkap cahaya dan bertindak sebagai saluran ion. Namun, usulannya disambut dengan skeptisisme.
Saat itu, para peneliti mengetahui banyak jenis saluran ion yang berbeda. Namun, tidak satu pun dari jenis saluran ion tersebut yang dapat bereaksi terhadap cahaya.
Tak berhenti sampai di situ, Hegemann terus melakukan serangkaian penelitian hingga kemudian untuk menjawab pertanyaan-pertanyaannya, butuh peran peneliti lain.
Dia pun menghubungi seorang kolega, Georg Nagel, sosok yang memiliki pengetahuan yang diperlukan untuk mengambil langkah penting selanjutnya menuju revolusi di bidang ilmu saraf.
Georg Nagel dan Penelitian pada Protein pada Sel Telur Katak
Bersama Hegemann, Nagel menemukan protein. Melansir The Nobel Prize, semula, ia menggunakan sel telur katak untuk mempelajari protein.
Saat dia menerima dua gen Chlamydomonas, dia menyuntikkan salinan gen tersebut secara terpisah ke dalam kelompok telur katak yang berbeda, yang kemudian mulai memproduksi dua protein yang tidak dikenal secara massal.
Protein tersebut akhirnya berada di permukaan sel telur, di membran sekitarnya. Nagel kemudian dapat menyelidiki bagaimana protein tersebut berfungsi. Dengan cepat dia menemukan bahwa hipotesis yang dirumuskan oleh Hegemann satu dekade sebelumnya memang benar.
Protein yang baru ditemukan tersebut merupakan saluran ion yang terbuka ketika terkena cahaya. Protein-protein tersebut diberi nama channelrhodopsin-1 dan channelrhodopsin-2.
Pada 2003, Hegemann dan Nagel menerbitkan hasil eksperimen mereka. Mereka mengusulkan, channelrhodopsin-2 dapat digunakan sebagai alat yang ampuh untuk menghasilkan impuls listrik dalam sel menggunakan cahaya.
Penelitian optogenetika kemudian dilanjutkan Deisseroth yang menggunakan tikus untuk menunjukkan bahwa dengan memasukkan gen untuk channelrhodopsin ke dalam sel saraf, dimungkinkan untuk menghasilkan sinyal listrik di dalamnya menggunakan cahaya.
Nagel seorang biofisikawan kelahiran Jerman tahun 1953. Pada 1988, dia menerima gelar Ph.D. dar Universitas Frankfurt. Kemudian, dia pergi ke Amerika Serikat untuk studi pascadoktoral di Universitas Yale, lalu Universitas Rockefeller. Baru pada 1992, dia kembali ke Institut Max Planck dan menjadi peneliti di laboratorium Bamberg.
Sejak 2004 pindah ke Universitas Würzburg. Di sana, melansir Britannica (5/10/2026), dia melanjutkan penelitiannya tentang optogenetika, mengembangkan aplikasi khusus untuk lebih memahami pensinyalan cahaya pada tumbuhan.
Karl Deisseroth dan Studi tentang Otak
Kontribusi Karl Deisseroth dalam peraihan Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran 2026 adalah menggabungkan alat dari optik dan rekayasa genetika untuk memahami fungsi sel dan perilaku hewan.
Dia sendiri merupakan seorang psikiater dan insinyur biologi Amerika yang terkenal karena pengembangan metode yang mengevolusi studi tentang otak dan menghasilkan kemajuan besar dalam ilmu saraf dan teknik biomedis.
Lahir di Boston, Massachusetts, Amerika Serikat, pada 1971, Deisseroth meraih gelar sarjana dalam ilmu biokimia dari Universitas Harvard tahun 1992. Melansir laman Britannica (6/10/2026), pada 1998 dia menerima gelar doktor dalam ilmu saraf dari Universitas Stanford.
Di Universitas Stanford itulah dia mempelajari pensinyalan kalsium dalam neuron di bawah bimbingan ilmuwan Amerika kelahiran Tiongkok, Richard W. Tsien. Dua tahun kemudian, Deisseroth menyelesaikan gelar kedokteran di universitas yang sama dan memulai program residensi di bidang psikiatri.
Deisseroth tekun menyelidiki mekanisme pensinyalan saraf. Dia bekerja sebagai peneliti pascadoktoral di laboratorium ahli saraf Amerika, Robert Malenka. Kemudian, tahun 2004, dia memulai laboratoriumnyanya di Fakultas Kedokteran Universitas Stanford.
Dia diangkat menjadi profesor penuh pada 2012. Namun, sebelum itu, sejak tahun 2005, dia telah membuat terobosan besar pertamanya dengan memberikan kontribusi pada pengembangan optogenetika.
Deisseroth bekerja sama dengan insinyur biologi Amerika, Edward S. Boyden, dan rekan-rekannya. Penelitian yang dilakukan Deisseroth dan rekan-rekannya dalam beberapa tahun berikutnya menunjukkan bahwa aktivitas neuron pada otak hewan dapat dikendalikan dengan cahaya yang diarahkan melalui serat optik ke area tertentu.
Penelitian Deisseroth kemudian turut memperjelas cara kerja channelrhodopsin, protein peka cahaya yang menjadi komponen penting optogenetika. Pada 2012, ia dan koleganya ikut mempublikasikan struktur kristal channelrhodopsin, yang membantu menjelaskan mekanisme kanal ion yang dikendalikan cahaya tersebut.
Deisseroth menerapkan optogenetika pada model hewan untuk mendapatkan wawasan tentang sifat dan fungsi sirkuit saraf tertentu, seperti yang bertanggung jawab atas motivasi dan perilaku mencari imbalan, serta yang terlibat dalam hilangnya gerakan sukarela pada parkinsonisme.
Pada 2009, dia dinobatkan sebagai Early Career Scientist Howard Hughes Medical Institute (HHMI). Pada 2016, Deisseroth menerima Breakthrough Prize in Life Sciences atas kontribusinya dalam pengembangan optogenetika.
Teranyar, pada 2021 dia meraih Penghargaan Albert Lasker untuk Penelitian Medis Dasar dan Hadiah Louisa Gross Horwitz tahun 2022.
Penulis: Umu Hana Amini
Editor: Yantina Debora
