Jelaskan Sistem genetik T. maritima dari Thermotoga maritima

T. maritima merupakan organisme yang potensial untuk dimanfaatkan dalam sintesis hidrogen karena dapat melakukan proses fermentasi berbagai jenis gula untuk menghasilkan gas H2. Selain itu, gas H2 yang dihasilkan diketahui berada dalam jumlah tertinggi (4 mol H2/mol glukosa).

Karena kekurangan pada sistem genetik selama 30 tahun terakhir, sebagian besar penelitian yang dilakukan hanya berfokus pada ekspresi gen heterolog dalam E. coli maupun model prediksi. Hal tersebut disebabkan karena tidak terdapat mutan gene knockout dari T. maritima yang tersedia. Selain itu, pengembangan sistem genetik tersebut dirasa cukup sulit untuk dilakukan karena kurangnya keberadaan penanda atau marker yang memiliki sifat thermostabil atau stabil terhadap panas. Kini penelitian telah menunjukkan bahwa terdapat sebuah sistem genetik yang dikembangkan dengan berdasarkan pada biosintesis pirimidin pada T. maritima, yaitu sebuah sistem genetik yang bergantung pada pyrE-mutan yang diisolasi setelah melakukan kultivasi T. maritima pada obat inhibisi biosintesis pirimidin, asam 5-fluoroorotic (5-FOA). PyrE-mutan itu sendiri merupakan mutan auksotrofik urasil. PyrE dari genus lain yang berkerabat dengan T. maritima menyelamatkan auksotrofi urasil pyrE-mutan T. maritima dan telah terbukti merupakan penanda yang cocok.

Untuk pertama kalinya, penggunaan penanda ini memungkinkan terjadinya perkembangan mutan arabinosa (araA) pada T. maritima . Mutan tersebut mempengaruhi peran jalur metabolisme pentosa fosfat T. maritima dalam melakukan sintesis hidrogen. Genom T. maritima memiliki pengulangan yang telah berkembang menjadi paralog. Fungsi sebenarnya dari paralog tersebut belum diketahui secara pasti. Sistem genetik yang dikembangkan baru-baru ini pada T. maritima sangat berguna untuk menentukan fungsi protein ATPase (MalK) pada transporter maltosa yang ada dalam mode multi-salinan (tiga salinan). Gangguan yang terjadi pada gen dari ketiga subunit pengkode ATPase (malK ) dan fenotipe menunjukkan bahwa hanya terdaoat satu dari tiga salinan yang memiliki fungsi sebagai ATPase transporter maltosa. Organisme ini memiliki beberapa paralog dari banyak gen yang fungsi sebenarnya kini bergantung pada penggunaan sistem yang dikembangkan. Sistem genetik yang baru dikembangkan pada T. maritima berpotensi besar untuk menjadikan organisme tersebut sebagai inang untuk studi ekspresi gen bakteri hipertermofilik. Selain itu, ekspresi protein pada model organisme ini dapat dimanfaatkan dalam melakukan sintesis protein yang berfungsi penuh tanpa melakukan pengobatan apapun.