Saturday, August 12, 2017

TRANSGENIK IKAN SALMON DENGAN METODE MIKROINJEKSI

August 12, 2017 Posted by Media Penyuluhan Perikanan Pati No comments
Definisi Transgenik
Transgenik terdiri dari kata trans yang berarti pindah, dan gen yang berarti pembawa sifat. Jadi transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya, baik dari satu hewan ke hewan lainnya atau dari satu tanaman ke tanaman lainnya, atau dari gen hewan ke tanaman dan sebaliknya (Alimuddin, 2010).
Transgenik adalah memindahkan gen dari satu makhluk hidup ke makhluk hidup lainnya, baik dari satu hewan ke hewan lainnya atau dari satu tanaman ke tanaman lainnya. Salah contoh dari teknologi transgenetik ini yaitu ikan transgenik (Alimuddin, 2010).
Prinsip Transgenik
Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di kromosom tanaman (Budiyanto, 2001).
Teknologi yang dikenal sebagai teknologi DNA rekombinan, atau dengan istilah yang lebih populer rekayasa genetika, ini melibatkan upaya perbanyakan gen tertentu di dalam suatu sel yang bukan sel alaminya. Teknologi DNA rekombinan adalah pembentukan kombinasi materi genetik yang baru dengan cara penyisipan molekul DNA ke dalam suatu vektor sehingga memungkinkannya untuk terintegrasi dan mengalami perbanyakan di dalam suatu sel organisme lain yang berperan sebagai sel inang (Budiyanto, 2001).
Setiap spesies ikan mempunyai kemampuan tumbuh yang berbeda-beda. Perbedaan pertumbuhan ini dapat tercermin, baik dalam laju pertumbuhannya maupun potensi tumbuh dari ikan tersebut. Perbedaan kemampuan tumbuh ikan pada dasarnya disebabkan oleh perbedaan faktor genetik (gen). Setiap gen ikan terdiri dari DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). Ekspresi dari gen-gen tersebut dan sel yang terbentuk menjadi satu paket yang selanjutnya mempengaruhi pertumbuhan (Apandi, 1985).
Karakteristik genetik tertentu yang dimiliki oleh seekor ikan biasanya menyatu dengan sejumlah sifat bawaan yang mempengaruhi pertumbuhan seperti kemampuan ikan menemukan dan memanfaatkan pakan yang tinggi, ketahanan terhadap penyakit dan dapat beradaptasi terhadap perubahan lingkungan yang luas(Apandi, 1985).
Metode Pembentukan Ikan Transgenik
Menurut Apandi (1985), pembentukkan ikan transgenik melalui transfer DNA contruct dapat dilakukan dengan beberapa metode, diantaranya adalah :
1.    Mikroinjeksi (Microinjection)
Mikroinjeksi (microinjection) adalah metode yang paling banyak digunakan karena mempunyai keberhasilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode yang lain. Pertama kali, metode mikroinjeksi dilakukan oleh Gurd (1963) pada telur amphibia dengan menginjeksikan sitoplasma ke dalam zygot katak, namun hasilnya tidak berpengaruh pada perkembangan embrio selanjutnya. Pada ikan juga telah dilakukan oleh beberapa peneliti diantaranya telah dilakukan oleh Chourrout (1986) pada ikan Rainbow Trout (Salmo gairdneri), dan Ozato (1986) pada ikan Medika (Oryzias latpes).
2.    Infeksi pada Virus (Retroviral Infection)
Infeksi pada virus dengan kata lain introduksi gen melalui virus sebagai mediator. Pada metode ini, virus ditumpangi oleh gen yang dikehendaki dan diintroduksikan kedalam embrio hewan. Virus mempunyai ukuran yang sangat kecil dan mampu menembus inti sel dan virus mempunyai genom yang terdiri dari RNA yang mempunyai kemampuan untuk mentraskripsikan DNA. Bila satu sel diinfeksi dengan retrovirus maka akan menghasilkan DNA virus, setelah DNA ditranskripsikan akan berintegrasi dan menjadi bagian dari genome induk. Contoh species ikan yaitu pada ikan Zebrafish (Brachydanio rerio).
3.    Sperma sebagai Pembawa Gen (Sperm-mediated Gene Transfer)
Spermatozoa merupakan sarana seluler yang spesifik dirancang untuk mentransfer DNA asing kedalam oosit, sperma terlibat langsung dalam proses fertilisasi. Matriks DNA diikat pada daerah postacrosomal oleh komponen protein spesifik dan akan bergabung dengan genome induk setelah terjadi fertilisasi. Pengikatan gen oleh sperma secara optimal bila sperma dalam keadaan motil dan konsentrasi DNA cukup tinggi.
4.    Elektroporasi (Electroporation)
Metode ini gamet atau embrio ditempatkan pada suatu cuvet yang mana membran selnya permiabel terhadap molekul DNA bila mendapatkan aliran (pulsa) listrik pendek (beberapa saat). Ketika aliran listrik dihilangkan dan membran selnya kembali seperti semula, beberapa fragment DNA asing akan tinggal dalam gamet atau embrio. Metode ini mudah dan cepat dan memungkinkan untuk melakukannya pada ratusan oosit ikan atau telur ikan yang telah difertilisasi dalam satu kali kejutan.

2.4    Awal Mula Transgenik pada Ikan Salmon
Kehadiran ikan transgenik diawali oleh Jepang ketika mencoba menciptakan “ikan tuna super” secara genetis tahun 1980-an. Selain sulit, penelitiannya membutuhkan banyak dana, karena susunan genetisnya rumit. Mula-mula peneliti mengamati ikan flounder yang bertahan hidup dalam laut Kanada yang beku. Mereka menemukan bahwa adanya gen yang memungkinkan flounder mampu hidup di air beku. Gen itu digabungkan dengan gen pemicu pertumbuhan dengan harapan salmon dapat tumbuh sampai 20 – 30% lebih besar. Kedua gen disuntikkan ke embrio salmon sehingga terus memproduksi hormon pertumbuhan. Hasilnya, salmon tumbuh 400 – 600% lebih cepat dalam 14 bulan pertama, dan dapat dipasarkan setahun lebih cepat dari salmon biasa (Rudiyanto, 2011).

2.5    Mikroinjeksi Pada Ikan Salmon
Menurut Sumantadinata (2008), teknologi transgenik dengan mikroinjeksi pada ikan dilakukan melalui michrophile yang terdapat pada chorion telur (oosit). Metode ini terdiri dari beberapa tahap, yaitu:


1.    Persiapan Gen
Pertama-tama dipersiapkan gen yang akan ditranfer. Persiapan ini dimulai dari isolasi DNA, yang dapat diisolasi dari darah, daging, sirip ataupun sisik. Misalnya dari sisik dapat dilakukan dengan prosedur sebagai berikut :
a.    Isolasi dan Purifikasi DNA
1)    Sampel dari jaringan ikan ditimbang sebanyak 25-50 mg lalu dicacah menggunakan skapel, kemudian dimasukkan ke dalam tabung evendorf ukuran 2 ml.
2)    200 µl tissue lysis buffer dan 40 µl Proteinase K ditambahkan ke dalam tabung yang berisi sampel jaringan, kemudian dicampur dengan segera dan diinkubasi pada suhu 55 oC selama 1 jam (atau sampai jaringan hancur dengan sempurna).
3)    200 µl binding buffer ditambahkan lagi ke dalam tabung lalu dihomogenkan dengan segera, kemudian diinkubasi selama 10 menit pada suhu 70oC.
4)    100 µl isopropanol ditambahkan ke dalam tabung, kemudian dihomogenkan.
5)    Memindahkan sampel ke dalam high filter tube yang telah dipasangkan dengan collection tube.
6)    Sampel disentrifuge selama 1 menit dengan kecepatan 9200 rpm.
7)    Membuang collection tube, menambahkan 500 µl inhibitor removal Buffer, kemudian disentrifuge selama 1 menit pada kecepatan 9200 rpm.
8)    Membuang collection tube, menambahkan 500 µl wash buffer, kemudian disentrifuge selama 1 menit pada kecepatan 9200 rpm.
9)    Membuang supernatan dari collection tube, kemudian disentrifuge selama 10 detik dengan kecepatan 14.000 rpm.
10)    Membuang collection tube, memasangkan tabung evendorf baru pada high filter tube.
11)    200 µl elution buffer (yang telah diinkubasi hingga suhu 70oC) ditambahkan ke dalam high filter tube, kemudian disentrifuge selama 1 menit dengan kecepatan 9200 rpm.
12)    Membuang high filter tube, menambahkan 140 µl isopropanol, kemudian disentrifuge selama 30 menit dengan kecepatan 14.000 rpm.
13)    Membuang supernatan, menambahkan 66,7 µl Et-OH (alkohol 70%) dingin, kemudian disentrifuge selama 10 menit dengan kecepatan 14.000 rpm.
14)    Membuang supernatan (pelet tidak boleh ikut terbuang), kemudian diangin-anginkan hingga pelet mengering (kurang lebih selama 12 jam).
15)    20 µl TE ditambahkan ke dalam tabung, dan DNA total siap diproses lebih lanjut.

b.    Isolasi Promotor (Restriksi DNA)
Mencari sekuen promoter region gen pengkode, tergantung pada jenis gen yang akan ditranfer, misal gen GH ikan jenis lain yang telah dilaporkan sebelumnya pada gene bank.
1)    Mencari dan menentukan enzim restriksi yang sesuai untuk memotong promoter region gen pengkode, misalnya untuk GH adalah BamHl, Ball , Sfil, Sbal, dan EcoRl.
2)    Hasil dari pemotongan dengan enzim restriksi kemudian dielektroforesis dan dibandingkan berat molekulnya dengan DNA marker.
3)    Pita (band) yang sesuai dengan DNA marker untuk promotor gen pengkode dipisahkan dengan cara memotong gel yang berisi band tersebut kemudian diisolasi dari gel dengan menggunakan DNA elution kit.
4)    Diperoleh suspect DNA promotor gen pengkode, misalnya promotor gen pengkode GH.



Gambar 1. Skematis pemotongan (restriksi) gen
2.    Koleksi Telur, Sperma & Fertilisasi
Koleksi telur dan sperma dapat dilakukan melalui pemijahan buatan (induced breeding) dengan menggunakan hormon. Jenis hormon yang dapat digunakan diantaranya adalah GnRHa, LHRHa, Ovaprim (GnRHa ikan Salmon + dopamin), Ovopel (GnRHa mamalia + dopamin). Setelah telur dan sperma dikumpulkan atau dikoleksi, maka dilakukan fertilisasi, yaitu dengan menyatukan sperma dan ovum (telur) dalam suatu wadah dan kemudian diaduk dengan bulu ayam selama kira-kira satu menit. Setelah itu telur atau Ova siap untuk dilakukan transfer gen secara mikroinjeksi.









Gambar 2. Fertilisasi Ikan Salmon
3.    Injeksi Gen ke Dalam Telur
Mikroinjeksi gen pada telur dapat dilakukan secara manual ataupun dengan menggunakan mesin yang diseput dengan Gen Pusher. Pada ikan injeksi atau trans gen dilakukan pada mikropil, sebagai contoh diameter lubang mikropil telur ikan salmon 17 ųm, dalamnya 4 ųm, dan diameter mikropil canalnya 1,2 ųm. Setelah gen diinjeksikan, maka telur-telur tersebut di inkubasi untuk ditetaskan, kemudian dilakukan pula perawatan larva sampai menjadi benih dan seterusnya sampai bereproduksi kembali.






Gambar 3. Mikroinjeksi Gen pada Pronukleus Telur

2.6    Kelebihan dan Kekurangan Ikan Transgenik
2.6.1    Kelebihan Ikan Transgenik
Hasil penelitian transgenik pada ikan telah memberikan dampak yang positif pada pertumbuhan ikan dan terbukti bahwa gen luar yang ditranfer telah mampu berintregrasi dengan genomnya, hal ini dapat dilihat dari hasil pertumbuhan keturunannya yang cukup meyakinkan yaitu sekitar 4-6 kali lipat pada ikan salmon. Adapun FCR (food conversi ratio) atau perbandingan antara pakan yang diberikan dengan daging yang dibentuk pada ikan transgenik mencapai 0,76 sedangkan nontransgenik sebesar 1,02, ini berarti bahwa ikan transgenik untuk menghasilkan satu kilogram daging hanya memerlukan pakan sebanyak 0,76 kg, sedangkan pada ikan biasa untuk menghasilkan daging  satu kilogram memerlukan 1,02 kg pakan,   dengan demikian menunjukkan bahwa didalam pemanfaatan pakan ikan trangenik lebih efisien dibandingkan dengan ikan nontransgenik (Alimuddin, 2010).
2.6.2    Kekurangan Ikan Transgenik
Selain kelebihan yang dimiliki, ikan transgenik  juga memiliki beberapa kelemahan. Terdapat skenario lain yang menandai resiko-resiko global yang berhubungan dengan lepasnya ikan transgenik ke dalam lingkungan. Ikan transgenik lebih agresif dan memakan lebih banyak makanan. Mereka juga tidak berenang sebaik ikan liar, sehingga mereka dapat dapat berkumpul di suatu area dan memonopoli persediaan makanan dan sumber daya lain. Hal ini dapat mempunyai efek menghancurkan lingkungan alami, khususnya karena sebagian besar ikan yang direkayasa saat ini – misalnya salmon, trout, carp dan tilapia – adalah pemangsa/ predator. Pengalaman lalu telah menunjukkan bahwa memperkenalkan spesies-spesies predator besar kedalam lingkungan baru dapat menyebabkan bencana ekologi (Alimuddin, 2010).
BAB III
PENUTUP

3.1    Kesimpulan
Ikan dapat dilakukan transgenik misalnya pada ikan salmon dengan metode mikroinjeksi, dengan tahapan isolasi DNA, isolasi promotor, koleksi sperma dan telur serta fertilisasi. Pertumbuhan ikan hasil transgenik 4 kali lebih cepat dibanding ikan biasa sehingga lebih cepat panen. Namun, ikan transgenik memiliki nafsu makan yang cukup besar dan bila ikan yang dilakukan transgenik merupakan jenis predator maka ikan tersebut dapat menggangu ekologi apabila dilepas dalam perairan bebas.

Daftar Pustaka
Alimuddin. 2010. Transgenik Mikroinjeksi Pada Ikan. Jurnal Akuakultur Indonesia, 7(2): 115–127.
Apandi, muchidin. 1985. Dasar-Dasar Genetika. Erlangga: Jakarta.
Budiyanto. 2001. Peranan Mikroorganisme dalam Kehidupan Kita. Malang: Universitas Muhammadiyah Malang.
Rudiyanto, 2011. Rekayasa Genetika (Transgenik). Jurnal Ristek April 2011, Vol. 4 No. 1.
Sumantadinata, Komar. 2008. Transgenetik Ikan Salmon dengan Metode Mikroinjeksi. Jurnal Ristek Juli 2008, Vol. 1, No. 5.

0 comments:

Post a Comment