Para ilmuwan di laboratorium UT Southwestern Medical Center berhasil merekam video fenomena yang selama ini dianggap mustahil: fragmen DNA secara spontan keluar dari inti satu sel manusia dan berpindah ke sel tetangganya. Rekaman video yang diambil dengan metode mikroskopi time-lapse menunjukkan bagaimana sel berinti merah dan hijau saling bersentuhan, dan pada saat itulah fragmen DNA hijau berpindah ke sel merah. Ini bukanlah model komputer, melainkan rekaman video asli yang menangkap fenomena yang pertama kali diamati pada sel mamalia pada tahun 2024 dan diterbitkan dalam jurnal ilmiah Cell pada tahun 2026.
Transfer gen horizontal sudah lama dikenal terjadi pada bakteri dan organisme bersel tunggal sebagai salah satu mekanisme utama evolusi mereka. Namun, pada eukariota kompleks, termasuk mamalia dan manusia, proses semacam itu dianggap sangat langka atau bahkan tidak mungkin terjadi. Biasanya, DNA tersimpan dengan aman di dalam nukleus dan dilindungi oleh membran ganda. Akan tetapi, saat terjadi kerusakan sel atau kesalahan pembelahan sel, mikronukleus dapat terbentuk—yaitu fragmen DNA besar atau bahkan seluruh kromosom yang berada di sitoplasma secara terpisah dari inti utama. Penelitian yang dilakukan oleh Peter Ly, asisten profesor di Children's Medical Center Research Institute di UT Southwestern, menunjukkan bahwa mikronukleus ini tidak hanya menetap di sel asalnya, tetapi juga mampu keluar dan bermigrasi melalui "nanotube"—jembatan sitoplasma tipis di antara sel-sel yang berdekatan—lalu menyatu ke dalam genom sel penerima.
Tim peneliti pimpinan Ly sengaja merusak sel retina dan ginjal manusia untuk memicu pembentukan mikronukleus, lalu mencampurnya dengan sel yang masih utuh. Pengambilan gambar time-lapse di bawah mikroskop mencatat terjadinya transfer DNA dalam kurang dari lima persen kasus—jarang, namun terjadi secara konsisten. Materi genetik yang berpindah tersebut terbukti dapat diwariskan: sel anakan mereproduksi dan meneruskan gen baru, termasuk fragmen kromosom Y (kromosom pria) dari sel pria ke sel wanita. Hasil yang sama juga diperoleh pada lini sel kanker dan sel punca pluripoten yang memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi jenis sel apa pun dalam tubuh.
Sebelumnya, para ilmuwan telah mengamati perpindahan RNA, protein, dan organel di antara sel melalui nanotube (struktur yang dikenal sebagai kontak sitoplasma). Namun, DNA itu sendiri telah lama luput dari pengamatan langsung, sehingga belum jelas seberapa sering hal ini terjadi dalam organisme hidup. Eksperimen Ly membuktikan bahwa jembatan antar-sel mampu mentransfer molekul DNA untai ganda yang besar, yang kemudian menyatu ke dalam kromosom sel penerima melalui proses rekombinasi. Seorang pakar biologi molekuler menyebut karya ini sebagai bukti video langsung pertama dari transfer gen horizontal pada sel mamalia yang hidup.
Meskipun fenomena ini jarang terjadi, konsekuensi biologisnya bisa sangat signifikan. Di dalam tumor, onkogen yang bermutasi atau bagian DNA yang rusak dapat berpindah ke sel tetangga yang sehat, sehingga mempercepat evolusi kanker, memicu heterogenitas tumor, dan mempersulit pengobatan. Mekanisme transfer itu sendiri serta kumpulan gen spesifik yang dapat bermigrasi dengan cara ini masih harus dipelajari lebih dalam, karena frekuensi kejadiannya terlalu rendah untuk dilakukan skrining cepat tanpa metode video khusus.
Penemuan ini tidak membatalkan teori klasik tentang pewarisan gen vertikal dari orang tua ke keturunan yang tetap menjadi mekanisme pewarisan utama. Namun, hal ini menambah tingkat pemahaman baru yang tak terduga mengenai variabilitas genetik pada organisme multiseluler. Ternyata, sel bukanlah unit yang terisolasi sepenuhnya: bahkan di dalam satu organisme yang sama, pertukaran fragmen DNA besar antar "tetangga" sangat mungkin terjadi, yang dapat memengaruhi adaptasi jaringan dan perkembangan penyakit.
Kini para peneliti menghadapi tugas berat untuk mencari tahu seberapa sering transfer tersebut terjadi dalam kondisi organisme hidup, urutan atau gen spesifik apa yang paling rentan terhadap migrasi semacam itu, dan apakah mekanisme ini dapat dimanfaatkan dalam dunia medis atau justru harus dihambat dalam pengobatan kanker.
Penemuan ini merupakan contoh nyata bagaimana sains terus mengungkap kompleksitas dan dinamika kehidupan yang luar biasa pada tingkat seluler. Sel-sel di dalam tubuh kita ternyata jauh lebih "sosial" dan saling terhubung daripada yang kita duga sebelumnya. Kemungkinan transfer gen horizontal fragmen DNA besar melalui nanotube menambahkan lapisan baru yang indah pada gambaran kerja sama dan adaptasi biologis.
Alih-alih menjadi "benteng" terisolasi dengan genom yang terkunci rapat, sel kini tampak sebagai komunitas aktif yang mampu bertukar materi genetik jika diperlukan.
Penelitian ini membuka peluang bagi terobosan dalam bidang onkologi, kedokteran regeneratif, dan terapi gen. Alam ternyata jauh lebih fleksibel daripada yang kita bayangkan, dan hal ini menginspirasi penemuan-penemuan baru di masa depan.
