Penelitian terbaru ini membantu para pakar rekayasa biologi untuk lebih memahami struktur biologis sel-sel berbentuk lonjong seperti telur ayam. Respons sel-sel berbentuk lonjong terhadap pengobatan juga dipelajari.
Dua tim peneliti yang berbeda, bekerja secara independen, mengembangkan cara untuk mengetahui seberapa kuat sel berbentuk lonjong seperti telur serta terbuat dari apa sel tersebut. Penelitian mereka akan diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters edisi mendatang.
Objek berbentuk lonjong atau oval–kerap disebut ovoid–banyak dijumpai di alam. Telur ayam, organel sel, dan kulit luar dari sejumlah virus memiliki bentuk lonjong. Bagian terkuat dari objek lonjong adalah pada ujungnya. Semakin kecil sudutnya, semakin kuat dan kaku bagian ujung tersebut.
“Di masa lalu, para peneliti yang mempelajari struktur ovoid harus membandingkan dengan bentuk lain melalui persamaan tertentu,” kata Dominic Vella, seorang matematikawan di University of Oxford, Inggris, yang terlibat dalam penelitian, Rabu, 5 September 2012.
Arnaud Lazarus, seorang insinyur dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang tergabung dalam tim kedua, mengatakan penelitian yang mengungkapkan misteri di balik bentuk lonjong harus dilakukan tanpa membongkar suatu objek.
“Formulanya adalah ketika kita memberikan tekanan pada cangkang luar sel, dan sel itu berubah bentuk, maka ketebalannya dapat diperkirakan,” katanya.
Sebaliknya, kata Lazarus, tekanan internal sel dapat diketahui lewat data ketebalan dan sifat material cangkang luarnya. Hal ini penting ketika mengembangkan pengobatan baru. Sebab, jika tekanan internal sel cukup besar, mungkin sulit bagi obat baru untuk meresap ke dalam sel. “Sel bisa lebih rentan dan dapat meledak,” ujarnya.
Pedro Reis, seorang insinyur mekanik di MIT yang bekerja dengan Lazarus, menyatakan penelitian ini dapat diperluas ke berbagai aplikasi selain biomekanik. “Rumus kami dapat untuk menghitung adanya retakan mikro dalam sebuah sel secara akurat,” ujarnya.
Kedua tim penelitian juga mengambil pendekatan grafis untuk menguji teori mereka. Tim Lazarus menggunakan printer 3 dimensi dan membuat cetakan berbahan gips silikon dari empat bentuk telur yang berbeda kelonjongannya. Mereka lalu menekan ujung cetakan dan mengukur kekuatan masing-masing “telur” mendorong kembali.
“Percobaan diulang beberapa kali dengan cetakan, kepadatan, dan bentuk telur yang berbeda untuk mengetahui bagaimana bentuk telur mempengaruhi kekuatannya,” ujar Lazarus.
Sementara itu, tim Vella menggunakan model komputer untuk membuat telur berbagai bentuk. Mereka menciptakan sebuah model cangkang telur ideal dan menjalankan simulasi untuk mengetahui bahan cangkang dan besar tekanan internal.
Lalu, bagaimana Lazarus dan rekan-rekannya melihat bentuk lonjong telur ayam? Kendati lonjong sempurna dan tampak mulus, Reis mengatakan, telur ayam memiliki banyak ketidaksempurnaan kecil di sepanjang permukaan cangkang, terutama pada sisinya. “Bagian ini rentan retak di titik terlemahnya,” kata dia.