Organisme Kecil Ini Dapat Menyusut Seperempat Ukurannya dalam Milidetik

EraAIdailyNews, 21 September 2026 — Organisme bersel tunggal bernama Spirostomum ambiguum mampu menyusut hingga seperempat panjangnya hanya dalam hitungan milidetik. Kemampuan itu bergantung pada ion kalsium dan jaringan protein khusus yang tersusun seperti jala. Para peneliti menilai penemuan ini kelak dapat membantu mengarahkan pengembangan otot buatan serta mesin seluler sintetik yang bergerak lebih cepat.

Spirostomum ambiguum adalah ciliate bersel tunggal raksasa yang dinamai berdasarkan pinggiran cilia berupa rambut halus yang dipakainya untuk berenang. Di antara sesama ciliate, organisme ini menonjol karena mampu berkontraksi sekitar 100 kali panjang tubuhnya per detik lalu mengulangi gerakan itu dengan cepat. Ilmuwan menduga perilaku tersebut membantu organisme ini menghindari predator atau berkomunikasi dengan ciliate lain. Kecepatan kontraksi yang luar biasa ini terjadi dalam waktu kurang dari lima milidetik, jauh lebih cepat dari kemampuan otot manusia yang memakan waktu sekitar 10 kali lebih lama untuk menyusut sebanding.

Mary Elting, associate professor biophysics di North Carolina State University dan salah satu penulis korespondensi karya tersebut, menjelaskan bahwa perbedaan antara kemampuan Spirostomum dan manusia bersumber dari apa yang menggerakkan kontraksi dan bagaimana bentuk mesin di belakangnya. "Jika kita bisa memahami proses tersebut, itu bisa membantu kita membangun sistem sintetis yang meniru kecepatan dan kekuatan organisme bersel tunggal ini," katanya. Penemuan ini menarik perhatian para ilmuwan karena kemampuan Spirostomum untuk berkontraksi dengan sangat cepat, jauh lebih cepat dari apa yang bisa dicapai oleh otot manusia.

Dengan menggunakan mikroskop elektron dan immunofluorescence, tim peneliti memeriksa Spirostomum secara rinci. Mereka menemukan bahwa ion kalsium memicu kontraksi, sementara struktur mirip jala yang tidak biasa melaksanakan gerakan tersebut. Berbeda dari hewan, organisme bersel tunggal seperti Spirostomum tidak memiliki serat otot, melainkan struktur berserat bernama myoneme yang tersusun dari protein pengikat kalsium, yaitu centrin dan Sfi1.

Myoneme pada Spirostomum membentuk jaring berbentuk jala di bagian luar organisme. Begitu kontraksi dimulai, jaringan itu mengencang ke dalam lalu kembali ke susunan semula. Menurut Elting, geometri jala tersebut unik karena memungkinkan Spirostomum berkontraksi secara seragam sehingga melindungi organel internalnya saat bergerak cepat. Hal itu terjadi karena protein Sfi1 pada myoneme dapat berubah dari kaku menjadi lentur. Dalam kehadiran ion kalsium, Sfi1 kehilangan kekakuannya dan menggumpal seperti bola spaghetti basah, yang menyebabkan jala menarik dan menyusutkan organisme.

Otot manusia memakai adenosine triphosphate atau ATP untuk menyimpan dan melepaskan energi yang dibutuhkan bagi kontraksi, sedangkan Spirostomum tampaknya mengandalkan proses yang sangat berbeda. Elting menganalogikannya seperti membandingkan bahan bakar gas dengan tenaga listrik, karena ATP mengalami perubahan kimia dan terbakar seperti bensin, sementara ion kalsium berperan seperti arus listrik. "Kita masih belum tahu apa yang menghasilkan tegangan yang memulai arus, atau bagaimana cara mengatur ulang sistem tersebut sehingga kontraksi bisa terjadi lagi," katanya. Kemampuan mengatur ulang masih menjadi salah satu pertanyaan besar yang belum terjawab, dan peneliti kini ingin menentukan lebih tepat bagaimana kalsium memicu kontraksi serta bagaimana organisme itu bersiap mengulangi prosesnya.

Penelitian ini menunjukkan bahwa Spirostomum memiliki kemampuan untuk melakukan kontraksi berulang kali dengan cepat, yang belum pernah terlihat pada organisme lain. "Kita mengharapkan reaksi yang dipicu kalsium adalah 'satu kali pakai', tetapi Spirostomum bisa melakukan itu berulang kali," katanya. "Memahami aspek-aspek tersebut dari pergerakan Spirostomum adalah kunci untuk membangun otot buatan yang bergerak cepat dan tidak bergantung pada ATP." Temuan ini dapat memberikan petunjuk berharga bagi para insinyur yang ingin membangun otot buatan yang bergerak dengan cepat tanpa bergantung pada ATP.

Penelitian ini juga menunjukkan bahwa Spirostomum memiliki kemampuan untuk melakukan kontraksi berulang kali dengan cepat, yang belum pernah terlihat pada organisme lain. "Kita mengharapkan reaksi yang dipicu kalsium adalah 'satu kali pakai', tetapi Spirostomum bisa melakukan itu berulang kali," katanya. "Memahami aspek-aspek tersebut dari pergerakan Spirostomum adalah kunci untuk membangun otot buatan yang bergerak cepat dan tidak bergantung pada ATP." Temuan ini dapat memberikan petunjuk berharga bagi para insinyur yang ingin membangun otot buatan yang bergerak dengan cepat tanpa bergantung pada ATP.

Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation dengan nomor penugasan 1935260, 2313722, 2313724, 1935262, 1817334, 2313727 dan 2313725, serta oleh NIGMS dari National Institutes of Health dengan nomor penugasan R35GM130327 dan R35GM142588. Penulis korespondensi lainnya adalah Aaron Dinner, profesor kimia di University of Chicago; Jerry Honts, profesor biologi di Drake University; dan Saad Bhamla, profesor teknik kimia dan biologi di University of Colorado at Boulder. Kontributor lainnya dari NC State adalah Joseph Lannan, mantan mahasiswa Ph.D. dan penulis pertama, serta Research Assistant Professor Peter Thompson. Carlos Floyd dan Suriyanarayanan Vaikuntanathan dari University of Chicago; L.X. Xu dari Georgia Institute of Technology; dan Connie Yan dan Wallace Marshall dari University of California San Francisco juga berkontribusi pada penelitian ini.

Sumber: ScienceDaily, September 2026.