Archive for June, 2009
Limbah kelapa sawit, salah satunya Palm Kernel Meal (PKM) masih belum termanfaatkan secara maksimal (image from manufacturer.com)
(Proses Degradasi Polisakarida Menjadi Sakarida Sederhana)
Saat ini trend perkembangan teknologi mengarah pada visi green teknologi. Akibat pergeseran arah kebijakan ini, upaya pemanfaatan limbah pertanian terus dilakukan seoptimal mungkin. Salah satu limbah pertanian adalah biomass yang sebetulnya kaya akan energi. Sebagai contoh adalah dedak (rice bran), sekam, bungkil kelapa sawit (Palm Kernel Meal), dan lainnya.
Kapasitas energi dari limbah biomass global diperkirakan enam kali dari total konsumsi harian energi dunia. Oleh karena itu biomass merupakan sumber energi yang sangat besar. Saat ini populasi dunia baru menggunakan 7% dari total produksi biomass. Masih jauh dari pemanfaatan limbah biomass secara optimal.
Penggunaan limbah biomass untuk dikonversi menjadi produk lain yang memiliki nilai tambah merupakan usaha pemanfaatan sumberdaya alam (SDA) yang ‘renewable‘, yang bersifat ‘back to nature‘. Salah satunya adalah pemanfaatan limbah biomass sebagai sumber energi pakan.
Dedak sebetulnya masih mengandung nutrisi penting misalnya kabohidrat, lemak, dan mineral fosfat sehingga banyak digunakan untuk tambahan bahan baku pakan ternak. Sekam juga telah banyak digunakan sebagai media tanam dan bahan baku pembuatan briket arang pengganti batu bara.
Sementara palm kernel meal (PKM) masih kurang dimanfaatkan karena memang kandungan energi yang sulit diolah. Selama ini PKM tidak dimanfaatkan karena kandungan seratnya yang tinggi, rendahnya palatabilitas, kandungan asam amino yang minim, dan beberapa masalah terkait kandungan zat anti-nutrisi seperti mannan, galactomannan, xylan dan arabinoxylan.
PKM adalah produk samping dari pengolahan minyak kelapa sawit. Indonesia sebagai negara terbesar penghasil minyak kelapa sawit memiliki potensi limbah PKM yang tidak terbatas.
Karena begitu banyaknya PKM yang tersedia dan hanya dijadikan limbah tak berguna, maka banyak para peneliti yang mencari cara untuk memberi nilai lebih pada PKM. Tentunya beberapa sifat PKM yang telah disebutkan diatas tadi menjadi satu tantangan tersendiri.
Serat pada PKM pada prinsipnya adalah karbohidrat rantai panjang mannan. Serupa dengan cellulosa yang merupakan polimer dari monosakarida, mannan juga merupakan polimer monosakarida. Yang berbeda adalah jenis monosakaridanya. Cellulosa tersusun dari rantai monosakarida glukosa, sedangkan mannan tersusun oleh monosakarida manosa.
Manosa adalah salah satu karbohidrat sederhana yang mudah manfaatkan sebagai sunber energi. Bahkan oligosakarida dari manosa (Mannoseoligosacharide) diketahui mempunyai efek yang baik dan berfungsi sebagai pre-biotik bagi unggas. Salah satu pre-biotik komersil yang diklaim mengandung MOS (Manoseoligosacharide) adalah Biomos dari Altech.
Apabila PKM diolah sedemikian rupa sehingga polimer mannan pecah menjadi monomer mannose yang lebih sederhana, PKM dapat dimafaatkan untuk berbagai hal. Salah satu contohnya adalah bahan pakan ternak, sebagai media tumbuh, media fermentasi, dan lainnya.
Terdapat beberapa cara yang bisa digunakan untuk ‘mengolah’ biomass berbasic karbohidrat kompleks menjadi karbohidrat sederhana yang siap digunakan.
A. Dengan menggunakan pemanasan.
Metode ini sangat sederhana. Pemanasan akan memecah dan mendegrade ikatan pada karobohidrat komplek menjadi lebih sederhana. Namun metode ini kurang begitu populer karena membutuhkan energi yang cukup besar sehingga cost yang diperlukan juga lumayan besar.
B. Dengan hidrolisis menggunakan asam
Metode ini sudah banyak digunakan untuk memecah korbohidrat kompleks. Kesulitannya adalah pada resiko terkait penggunaan asam yang cukup kuat. Hal ini memerlukan penanganan yang cukup rumit guna faktor safety dan keamanan. Selain itu juga perlu usaha untuk menetralisir asam dengan basa sebelum memanfaatkan hasil hidrolisis berupa gula sederhana.
C. Dengan menggunakan fermentasi bakteri atau mikroorganisme lainnya
Keuntungan metode ini adalah tidak memerlukan energi yang lumayan besar, karena semua proses dilakukan oleh kerja mikroorganisme. Namun perlu ketelitian untuk menjaga risiko kontaminasi dari mikroorganisme yang tidak diinginkan dan bersifat patogen. Upaya pengkondisian seperti sterilisasi juga menjadi masalah tersendiri. Kelemahan lain adalah waktu yang cukup panjang.
D. Dengan menggunakan enzim
Penggunaan enzim sekarang ini menjadi pilihan yang populer. Cara ini lebih mudah dan membutuhkan sedikit energi. Namun menjadi kesulitan tersendiri untuk mendapatkan enzim yang cocok dan bersifat spesifik untuk substrat tertentu. Penelitian untuk mencari kondisi dan pH optimum juga dibutuhkan agar proses berjalan maksimal. Meski begitu sekarang banyak tersedia enzim komersial yang dapat digunakan. lengkap dengan spesifikasi temperatur dan pH optimum.
Berikut ini beberapa hasil penelitian dan artikel ilmiah usaha pemprosesan biomass berbasic karbohidrat kompleks.
Studi tentang hal ini sebetulnya bisa dijadikan sebagai bahan penelitian bagi para mahasiswa dan peneliti di Indonesia mengingat kekayaan alam kita yang menyediakan beragam alternatif sumber daya alam biomass yang bisa dikembangkan dan dimanfaatkan. Dan studi penelitian seperti ini diharapkan terus dilakukan dan hasilnya bisa diterapkan dan dimanfaatkan demi kemajuan dan kemaslahatan manusia.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Ribosom (Image from media.photobucket.com)
Kita mungkin tak sadar kalau tubuh kita adalah sebuah mesin super canggih yang belum bisa ditandingi oleh mesin manapun. Ya, mesin ini terdiri dari mesin-mesin mikro yang sangat banyak. Ia mampu memproduksi sesuatu yang menopang hidup kita sendiri, berjalan dengan sangat efektif, sangat efisien, terintegrasi satu sama lain, mampu membedakan apa yang harus diproduksi dan apa yang tidak, tahu kapan harus bekerja dan kapan beristirahat, ada sistem pengendalian mutu (quality control) dan jaminan mutu (quality assurance), benar-benar canggih.
Mesin itu jumlahnya amat banyak, ada di dalam setiap sel tubuh kita. Mereka memproduksi zat yang super penting yaitu protein, dengan DNA sebagai buku resepnya (blueprint ). Protein inilah yang sesungguhnya menjalankan banyak sekali fungsi kehidupan. Melalui protein lah gen-gen dalam tubuh kita menentukan hampir segala sesuatu tentang tubuh kita, misalnya apa warna rambut kita, bagaimana kita memproses makanan dalam tubuh atau seberapa tahan kita terhadap suatu penyakit. Jadi terbayang kan betapa canggihnya mesin dalam tubuh kita?
Sekilas Protein
Protein adalah molekul yang sangat besar dan kompleks, ia berupa polimer yang tersusun atas rantai panjang molekul-molekul subunit yang dinamakan “asam amino”. Ada 20 jenis asam amino yang menyusun protein, struktur dasar semuanya sama, tapi rantai samping (gugus R) yang berbeda-beda membuat sifat kimiawinya berbeda pula.
Struktur Molekul Asam Amino (Image from en.wikipedia.org)
Seperti umumnya polimer lain seperti DNA, asam-asam amino tersusun rapi bak anak tasbih berjejer membentuk tasbih. Asam-asam amino tersusun satu per satu membentuk rantai lurus protein dengan keteraturan tertentu. Namun yang unik dari protein ini adalah bentuk tiga dimensinya yang tidak lurus seperti tali, melainkan berlipat-lipat, berpelintir, membentuk sebuah struktur tertentu yang khas, berbeda satu sama lain. Bahkan struktur tiga dimensi inilah yang membuat protein dapat berfungsi. Kesalahan sedikit saja protein ini melipat, maka bisa menyebabkan malfungsi bahkan penyakit-penyakit yang sulit disembuhkan.
Struktur Protein (Image from en.wikipedia.org)
Contoh kesalahan struktur tiga dimensi ini misalnya pada penyakit Cystic Fibrosis. Penyakit ini diakibatkan sebuah protein bernama CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator) yang gagal melipat dengan benar. Penyebabnya ‘sepele’ saja, ‘hanya’ karena ada satu asam amino penyusun CFTR yang kurang (terdelesi). Namun efek tidak berfungsinya CFTR membuat ion khlorida tidak dapat melewati outer membrane pada sel, sehingga menyebabkan terbentuknya lapisan mukus yang tebal di paru-paru dan organ-organ pencernaan. Akibatnya cukup fatal karena dapat menyebabkan kematian penderitanya di usia belia. ‘Hanya’ gara-gara kurang satu asam amino.
Hingga saat ini, para ilmuwan belum dapat memprediksi struktur tiga dimensi (3D) suatu protein dengan tepat. Yang bisa dilakukan adalah mengamati struktur tiga dimensi melalui pengamatan difraksi sinar X. Prediksi baru bisa dilakukan hingga struktur sekunder saja, yaitu apakah suatu bagian tertentu protein membentuk spiral ‘alfa helix’ atau lembaran ‘beta sheets’, sedangkan struktur tersier (3D) masih ‘samar-samar’. Padahal kalau kita dapat memprediksi struktur 3D, kita dapat mengerti atau memprediksi sifat fetonip suatu organisme.
Implikasi lain jika struktur 3D protein mampu diprediksi adalah bagi dunia medis. Dengan mampunya kita memprediksi bagaimana protein melipat di dalam sel, maka secara teoritis kita dapat merancang obat yang tepat yang dapat menghambat fungsinya melalui program komputer tanpa harus ‘bersusah payah’ dan mengeluarkan biaya besar untuk eksperimen. Kita berharap semoga para ahli structural bioinformatics mampu segera menyelesaikan masalah ini.
Bagaimana Protein Diproduksi dalam Tubuh?
Ada tiga tahap proses yang terlibat dalam produksi protein. Semuanya terjadi dengan cara yang cerdas, efektif, efisien dan super canggih. Yo kita lihat.
Replikasi DNA
Replikasi adalah proses penggandaan DNA ketika suatu sel membelah dan membentuk sel yang baru. DNA pada sel lama berfungsi sebagai cetakan (template) untuk membuat salinan DNA pada sel baru yang urutan basa A-C-G-T nya persis sama. Ini menjamin setiap sel dalam tubuh kita memiliki seperangkat resep lengkap untuk membuat protein yang dibutuhkan.
DNA Replication (Image from www.coolschool.ca)
Transkripsi
Pada tahap awal produksi protein, informasi resep yang ada pada gen dikopi satu per satu (basa per basa) dari sebuah rantai DNA di dalam nukleus sel menjadi rantai RNA pembawa pesan (messenger RNA = mRNA). Rantai DNA berfungsi sebagai cetakan (template) yang akan menghasilkan mRNA komplemennya. Bedanya, basa T (thymine) pada DNA digantikan oleh U (uracil) pada mRNA, namun keduanya tetap sama-sama berkomplemen dengan A (adenine). Proses pengkopian DNA menjadi RNA ini dinamakan transkripsi.
Transcription (Image from en.wikipedia.org)
Perlu diingat bahwa jumlah mRNA yang ditranskripsi diatur (diregulasi) oleh tubuh kita sendiri, setiap sel hanya mentranskrip gen-gen yang dibutuhkan. Sel rambut hanya mentranskrip gen-gen pengkode protein di rambut saja, begitu pula dengan sel jantung, kulit, darah, dll. Dalam transkripsi dikenal juga istilah gen yang on dan off, on artinya gen tersebut ditranskripsi menjadi mRNA, off berarti sebaliknya. Jumlah mRNA yang disintesis pun tidak sembarangan, sedikit banyaknya disesuaikan dengan kebutuhan.
Translasi
mRNA hasil transkripsi kemudian dikeluarkan menuju sitoplasma sehingga bisa diproses lebih lanjut oleh suatu organel sel yang bernama ribosom. Ribosom akan membaca urutan basa RNA dan menterjemahkannya (translate ) menjadi urutan asam amino tertentu sesuai dengan resep yang dibawa mRNA. Di sinilah asam-asam amino itu dirakit sesuai urutan yang diresepkan gen (DNA) dan kemudian melipat membentuk struktur tiga dimensi yang fungsional.
Protein Translation (Image from www.scq.ubc.ca)
Anda dapat melihat video proses Replikasi, Transkripsi dan Translasi di sini.
Central Dogma
Tiga langkah proses di atas dinamakan “Central Dogma” dan bisa dikatakan sebagai tulang punggung Biologi Molekular. Ini semua sudah direncanakan alam dan masing-masing ada kegunaannya sendiri-sendiri.
Central Dogma of Molecular Biology (Image from en.wikipedia.org)
Coba perhatikan ketiga proses di atas, replikasi menjamin resep tubuh kita (DNA) tetap terjaga utuh di setiap sel. Transkripsi melibatkan RNA pembawa pesan (mRNA) yang mana sekaligus melindungi “otak” seluruh sistem ini –yaitu DNA– dari kerusakan, mengingat sintesis protein terjadi di sitoplasma yang penuh dengan bahan-bahan kimia, maka kalaupun terjadi kerusakan pada mRNA, DNA sebagai resep utama masih tetap utuh terjaga. Akhirnya, mRNA hasil transkripsi diterjemahkan (translasi) menjadi protein sebagai ‘pekerja’ bagi tubuh kita. Protein yang disintesis terkait langsung dengan regulasi ketika transkripsi, jadi protein apa saja yang disintesis dan berapa jumlahnya amat sangat teratur, tidak boleh ada istilah kekurangan atau kelebihan.
Tiga langkah yang terlihat sederhana, simple namun ternyata amat rumit dan canggih dan menghasilkan sesuatu yang luar biasa bergunanya bagi kehidupan. Ya, semuanya ada dalam tubuh kita sendiri.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Pertama dalam sejarah, seekor kera hasil rekayasa genetik berhasil menurunkan gen ‘alien’ (gen yang berasal dari organisme lain) kepada keturunannya melalui proses perkawinan.
Keturunan marmoset GMO yang dapat berpendar (Image: E.Sasaki et al. 2009).
Bagi para ilmuwan rekayasa genetika, hal ini merupakan terobosan luar biasa, sebab cara perkawinan normal tentu saja jauh lebih mudah dan murah ketimbang rekayasa genetika itu sendiri. Dengan keberhasilan ini, ilmuwan cukup membiakkan hewan hasil rekayasa genetik sehingga menghasilkan keturunan yang membawa gen ‘alien’ yang sudah berhasil diturunkan. Tidak perlu lagi membuat hewan rekayasa genetik yang baru.
Disamping itu, karena eksperimen ini dilakukan pada kera, tentu saja ia diharapkan akan menjadi model yang lebih baik ketimbang tikus hasil rekayasa genetik untuk meneliti penyakit-penyakit pada manusia. Mengingat kera memiliki kemiripan genetik yang lebih besar dengan manusia dibanding hewan-hewan percobaan lain.
Erika Sasaki dari The Central Institute for Experimental Animals di Kawasaki, Jepang inilah yang berhasil meyusupkan sebuah gen dari ubur-ubur yang membuatnya dapat berpendar hijau di bawah sinar UV.
Bagaimana gen ‘alien’ bisa masuk?
Seperti sudah dibahas sebelumnya di sini, gen yang kini jadi favorit para ilmuwan rekayasa genetika adalah gen GFP yang berasal dari ubur-ubur. Dengan gen ini, mereka bisa melacak keberhasilan penyusupan gen ‘alien’ yang disusupkan bersama dengan gen GFP. Dan karena gen GFP ini menghasilkan protein yang dapat berpendar, maka pengamatannya pun jadi mudah yaitu cukup dengan visualisasi di bawah sinar UV. Jika sel suatu organisme bisa berpendar, artinya gen GFP dan gen ‘alien’ sudah berhasil disusupkan ke dalamnya. Sungguh suatu cara yang amat cerdas.
Rekayasan genetik ini awalnya dilakukan pada sang induk, Sasaki menginjeksikan sebuah virus yang membawa gen GFP tadi ke dalam embrio kera. Kemudian embrio yang membawa gen GFP tersebut ditempatkan ke dalam tujuh induk betina. Empat di antaranya berhasil melahirkan dengan total 1 marmoset jantan dan 4 betina yang membawa gen GFP.
Selanjutnya, ketika bayi jantan yang kini membawa gen GFP sudah matang secara seksual, ia berhasil menjadi ayah bagi anaknya yang juga ternyata bisa berpendar hijau. Artinya gen GFP kini berhasil diturunkan melalui proses perkawinan. Salah satu bayi betina pun kemudian menghasilkan embrio In Vitro Fertilization (IVF) yang juga membawa gen GFP.
Harapan bagi Dunia Medis
Sebetulnya keberhasilan menyusupkan gen ‘alien’ ke dalam primata bukanlah yang pertama. Setahun sebelumnya, para peneliti melaporkan keberhasilannya memasukkan gen yang menyebabkan penyakit Huntington ke dalam macaca. Tapi bedanya gen tersebut diinsersi ke dalam telur, bukan ke embrio, sehingga akibatnya tidak dapat diturunkan.
Begitu pula yang terjadi pada kera rekayasan genetik pertama yang diberi nama ANDi. Lahir pada tahun 2001, ANDi merupakan hewan rekayasa genetik yang pertama lahir setelah 40 kehamilan hasil percobaan. Meskipun ia dinyatakan membawa gen GFP, tetapi ANDi tidak dapat berpendar karena nampaknya gen GFP-nya tidak bekerja dengan baik.
Sasaki memberi harapan baru bagi dunia medis. Ia mengatakan bahwa karena marmoset termasuk primata, maka kera ini dapat dijadikan model yang lebih baik untuk mempelajari penyakit-penyakit pada manusia, khususnya penyakit yang berhubungan dengan kondisi neurologis.
Bagaimana pendapat Anda?
Sumber: NewScientist.com
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Image from bcit.ca.
Laboratorium adalah tempat bahan kimia berbahaya mangkal. Tapi seringkali kita melakukan hal-hal konyol di lab yang dapat membahayakan diri sendiri dan orang-orang di sekitar kita, kita sering lupa untuk mengimplementasikan Lab Safety. Apa sajakah itu? Dan apakah kita termasuk yang terbiasa melakukannya?
Bekerja dengan Bahan Kimia Tanpa Panduan MSDS
Seberapa sering kita membaca MSDS saat hendak bekerja dengan bahan kimia? Jangan-jangan di lab kita nggak ada MSDS untuk bahan-bahan kimia yang digunakan? Wah gawat itu. Coba periksa kembali dokumen yang ada di lab.
MSDS alias Material Safety Data Sheet adalah dokumen pendamping suatu bahan kimia yang menjelaskan semua hal terkait dengan keselamatan dalam menggunakan bahan tersebut. Misalnya di MSDS dijelaskan mengenai Alat Pelindung Diri (APD) apa saja yang harus kita kenakan. Jangan sampai hanya dengan memakai jas lab dan sarung tangan saja kita sudah merasa aman dan terlindungi, siapa tahu ketika dilihat lagi di MSDS ternyata bahan karsinogenik yang sehari-hari kita pakai itu bersifat agak mudah menguap. Bayangkan apa jadinya jika berbulan-bulan sebelumnya kita telah menghirup sedikit demi sedikit uap karsinogenik tersebut tanpa kita sadari hanya karena tidak membaca MSDS.
Agar mudah ditemukan, tempatkan kumpulan MSDS di suatu tempat yang mudah diakses dekat penyimpanan bahan kimia. Dan biasakan untuk mengupdate-nya setiap kali ada bahan kimia yang baru dibeli.
Memakai Jas Lab Kemana-mana
Jas lab adalah pakaian pelindung tubuh dan pakaian biasa kita dari kotoran-kotoran dan bahan-bahan kimia berbahaya, artinya jas lab itu sendirilah yang kotor terkena bahan kimia. Sebersih apapun lab kita, yang namanya bahan kimia bisa berseliweran dimana-mana. Saat menimbang, menuang cairan atau memanaskan sesuatu, tentu saja ada sebagian yang menguap/beterbangan, dan akhirnya menempel di jas lab kita.
Jadi biasakanlah hanya menggunakan jas lab di dalam lab saja, ketika ada pengarahan dari boss di ruang meeting, makan di kantin, atau fotokopi dokumen di ruang administrasi, jangan memakai jas lab, biasakan untuk melepasnya dulu sebelum keluar dari lab. Sebab jika kemana-mana kita berjaslab ria sama artinya dengan menyebarkan bahan berbahaya ke seluruh ruangan.
Yang lebih berbahaya jika kita bekerja di lab tanpa mengenakan jas lab, karena selain membahayakan diri sendiri dan menyebarkan bahan berbahaya ke seluruh ruangan kantor, kita pun akan membawanya pulang ke rumah.
Sarung Tangan juga Bisa Bahaya
Fungsi sarung tangan adalah melindungi tangan kita saat bekerja dengan bahan berbahaya, jadi seperti jas lab, otomatis bagian luar sarung tangan akan dipenuhi oleh ceceran benda berbahaya tadi. Nah, tak jarang kita masih menggunakan sarung tangan kotor saat berpindah dari satu ruangan ke ruangan lain, dan kita tidak sadar kalau kotoran tadi bisa menempel ke gagang pintu, keyboard komputer atau benda-benda lain yang tersentuk sarung tangan kita. Yang jadi korban tentu saja semua orang di lab.
Kebiasaan lain adalah terlalu menghemat sarung tangan, mentang-mentang ingin berhemat kita menggunakan satu sarung tangan untuk sehari penuh, habis pakai, disimpan, dipakai lagi. Hmm… sadarkah apa yang terjadi?
Malas Menggunakan Kacamata Pelindung (Googles)
Jika kita sayang pada mata kita yang hanya dua, jangan malas menggunakan googles. Selama kita bekerja di lab ada kemungkinan mata kita terpercik serbuk, cairan atau asam, syukur-syukur jika tidak sampai membuat mata rusak, tapi kalau sampai merusak tentu kita akan menyesal seumur hidup.
Memakai Googles tapi Tidak Anti-UV
Hati-hati jika hendak bekerja dengan sinar UV. Meski mata kita dilindungi googles, tapi cek dulu apakah googles kita memiliki pelindung dari sinar UV atau tidak. Jika kita menengok langsung hasil elektroforesis gel yang divisualisasi dengan UV transilluminator tanpa googles yang anti UV, yang jadi korban adalah retina mata kita.
Memakai Googles Anti UV, tapi Tangan Telanjang
Jika kita bekerja di lab DNA, tentu sering melakukan purifikasi DNA dari gel, yang biasanya dilakukan adalah memotong bagian gel yang ada DNA-nya sambil disinari UV agar DNA terlihat. Tanpa kita sadari, meski mata dilindungi googles tapi kita sering lupa memakai sarung tangan, padahal saat memotong gel, tangan kita akan terpajan (terekspos) sinar UV. Mata selamat tapi tangan terbakar UV. So, jangan lupa memakai sarung tangan, jas lab berlengan panjang dan kalau perlu pake sunblock.
Jurus ‘Kirata’ untuk Centrifuge
Keseimbangan berat sangat vital dalam sentrifugasi, kalau tabungnya tidak seimbang maka alat sentrifugasi akan bergetar hebat bahkan bisa merusak rotor dan alatnya, apalagi untuk superspeed centrifuge dengan kecepatan tinggi. Jangan mengandalkan mata untuk menyeimbangkan dua tabung sentrifugasi yang saling berhadapan, kecuali mata kita punya ketelitian membedakan bobot hingga 0.1 g. Meskipun mata kita melihat volume cairan di dalamnya sama, tetap luangkan waktu sebentar untuk menimbangnya dan pastikan perbedaan bobot keduanya tidak lebih dari 0.1 g.
Makan-minum di dekat meja kerja
Makan-minum umumnya dilarang keras saat kita berada di lab. Meski kita yakin aman-aman saja makan-minum di meja lain yang dekat dengan meja kerja lab, tapi apakah kita yakin tak ada uap atau serbuk halus bahan kimia/mikroba yang berseliweran?
Menyulap Lab Jadi Dapur
Kadang-kadang perbedaan antara lab dan dapur hanya tipis saja, di lab ada microwave oven, ada kulkas/referigerator dan aja juga air putih (aquadest). Apakah Anda termasuk orang yang pernah menyimpan makanan/cemilan/minuman di kulkas lab? atau memanaskan bekal makan siang di microwave yang juga dipakai untuk memanaskan gel agarose? atau menggunakan aquadest untuk menyeduh kopi? Kalau iya, coba pikirkan lagi baik-baik.
Membuka Botol Cairan Beracun di Luar Fume Hood
Lab biotek biasanya tidak bisa lepas dari yang namanya cairan beracun seperti beta-mercaptoethanol (BME). BME ini sering digunakan untuk ekstraksi DNA/RNA, baunya sangat menyengat dan yang penting diketahui, BME sangat beracun, bisa menyebabkan iritasi saluran nafas jika terhirup, muntah dan sakit perut kalau terminum atau terabsorpsi melalui kulit sehingga meracuni tubuh.
Jadi, kasihanilah diri kita dan rekan-rekan di lab jika kita masih nekat bekerja dengan BME di luar fume hood.
Melongokkan Kepala ke Fume Hood atau Laminar Air Flow Hood
Terkadang secara tidak sadar kita memasukkan kepala ke dalam fume hood atau laminar air flow hood. Padahal kalau kepala kita masuk ke fume hood, kepala kita yang jadi tidak terlindungi dari bahan-bahan berbahaya, sementara kalau saat bekerja dengan laminar air flow, eksperimen kita lah yang jadi korbannya karena tercemari kontaminan dari kepala kita.
Kebiasaan buruk lain apalagi yang sering Anda lakukan di lab? Anda bisa sharing di kotak komentar di bawah ini agar kita tau dan waspada.
Sumber: Pengalaman sehari-hari 
dan BiteSizeBio.com
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Image from ncdnaday.org.
Pengembangan vaksin membutuhkan pengetahuan mendalam mengenai imunologi. Itu adalah ilmu yang mempelajari sistim imun dari manusia. Sepanjang sejarah imunologi, pengembangan vaksin dilakukan dengan cara klasik. Ini adalah melemahkan virus dengan menggunakan panas atau bahan kimiawi. Adapun, cara ini tidak sepenuhnya aman. Salah satu sebabnya, adalah kemungkinan utuhnya materi genetik virus. Walau cara pemanasan dan kimia dapat merusak materi genetik, namun belum tentu bagian yang penting bagi virulensi akan dirusak juga. Jika respon imum pasien kurang kuat, justru vaksinasi dapat menjadi bumerang yang berbahaya bagi mereka. Justru virus tersebut, karena materi genetiknya masih utuh, dapat aktif lagi dan menyerang host. Melihat kondisi yang tidak menguntungkan ini, apa yang dapat dilakukan praktisi biomedis untuk mengatasinya?
Jawabannya ada pada imunologi molekuler. Definisi dari itu adalah ilmu yang mempelajari sistim imun manusia dalam tingkat molekuler. Riset immunologi molekuler, sebagai salah satu cabang dari biologi molekuler, telah berkembang pesat, telah juga dipatentkan dan hasil risetnya telah dipublikasi dalam banyak jurnal internasional peer reviewed. Adapun, metode yang dilakukan untuk mengembangkan vaksin secara molekuler secara umum ada dua, yaitu:
- Menggunakan Protein/Peptida dari Virus: Dalam rangka mengembangkan vaksin yang aman, diperlukan cara untuk menonaktifkan materi genetik dari virus. Terobosan yang dilakukan bidang imunomolekuler adalah dengan menggunakan protein atau peptida tertentu dari virus tersebut. Jadi, sistim imun dapat langsung mengenai protein/peptida virus sintetik tersebut, untuk kemudian menghasilkan respon imun untuk menghadapi virus yang sesungguhnya. Berhubung materi genetik virus tidak digunakan, maka diharapkan vaksin model ini relatif lebih aman.
- Menggunakan vaksin DNA: Pendekatan ini menggunakan materi genetik virus. Namun bukan materi genetik yang sesungguhnya, karena merupakan materi genetik sintetik (oligonukleotida). Berhubung ia hanyalah sintetik atau replika dari materi genetik yang sesungguhnya, maka diharapkan vaksin ini akan aman juga. Vaksin DNA, akan mengintegrasikan dirinya dengan DNA pada host, untuk kemudia mengekspresikan protein yang berfungsi untuk menstimulasi respon imun. Biasanya, yang digunakan sebagai vaksin DNA adalah plasmid.
Kedua tipe vaksin tersebut telah mencapai uji klinis, dan ada beberapa yang telah dijual di pasaran. Contohnya vaksin HPV, yang merupakan vaksin protein, telah dipatenkan dan dijual dipasaran. Adapun, informasi mengenai protein atau DNA apa yang harus digunakan sebagai prekursor vaksin, memerlukan pengolahan lebih lanjut secara komputasi. Pada pengembangan vaksin protein/peptida, diperlukan pengetahuan mengenai sekuens asam amino yang memang memiliki potensi besar untuk mengenerasi respon imun. Asam amino tersebut dinamakan epitop. Untuk mendeteksi mana sekuens asam amino yang berfungsi sebagai epitop, maka diperlukan bantuan komputer. Demikian juga untuk menentukan sekuens DNA apa yang dapat digunakan sebagai vaksin, diperlukan bantuan komputer juga. Dari penggunaan komputer, untuk membantu riset imunologi molekuler inilah, maka lahir ilmu imunoinformatika. Informasi yang diberikan oleh aplikasi imunoinformatika, dapat membantu kita untuk mendesain vaksin secara lengkap atau utuh. Setelah vaksin berhasil didesain, maka diperlukan validasi untuk menentukan apakah vaksin tersebut memiliki sekuens dan struktur yang serupa dengan protein/peptida asli. Jika sudah valid, maka dapat dilakukan eksperimen laboratoris untuk memproduksi vaksin tersebut.
Seperti artikel yang saya tulis sebelumnya mengenai pengembangan obat, dengan bantuan metode biokomputasi, maka pengembangan vaksin akan dapat lebih terarah dan tepat sasaran. Dengan bantuan imunoinformatika, maka penghematan regen imunomolekuler dapat berlangsung secara sangat signifikan dan dapat digunakan secara lebih ekonomis. Sehingga, vaksin yang diuji pada binatang dan klinis, nantinya adalah vaksin yang berkualitas tinggi dan memiliki potensi sangat besar untuk lolos uji klinis. Metode immunoinformatika sangat menunjang efisiensi dan efektivitas riset, di tengah krisis finansial yang melanda dunia sekarang ini.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Kodok hasil rekayasa genetik dengan gen Ubur-ubur.
Siapa tak kenal ubur-ubur, hewan nyentrik nan indah berwarna-warni terlihat seperti memancarkan cahaya berkilauan. Hewan ini sering menjadi maskot makhluk laut, sampe-sampe Spongebob dan Patrick pun hobi berburu ubur-ubur. Dan siapa sangka hewan mungil ini mengantarkan tiga orang ilmuwan meraih hadiah Nobel bidang kimia tahun 2008 karena mengisolasi dan mengembangkan salah satu protein yang kini jadi favorit para ilmuwan di seluruh dunia, yaitu Green Fluorescent Protein (GFP).
Protein ini memendarkan cahaya hijau ketika terpajan (exposed) pada cahaya biru. Dan gen pengkode protein ini telah dicoba diklonkan ke dalam sel makhluk hidup seperti bakteri, yeast, serangga dan bahkan manusia, untuk membuktikan bahwa suatu gen “alien” (asing) dapat diinsersi, diekspresikan dan dilewatkan.
Saat ini GFP telah digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari mencari obat untuk menangani ketulian hingga membuat ANDi –primata pertama hasil rekayasa genetika– yang saat ini digunakan untuk mengembangkan pengobatan untuk penyakit Huntington. Bahkan GFP ini berpotensi digunakan untuk menemukan bahan tambang di lokasi pertambangan melalui bakteri yang dilabel GFP. GFP juga bisa berkelap-kelip pada temperatur yang berbeda-beda, sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai termometer kecil. Sungguh luar biasa. Maka tak heran jika Osamu Shimomura (Marine Biological Laboratory, Woods Hole), Martin Chalfie (Columbia University, New York) dan Roger Tsien (the University of California, San Diego) menerima hadiah Nobel untuk jasa mereka.
Berikut ini adalah gambar-gambar terkait GFP yang sangat menarik yang diambil dari situs NewScientist.com
Aequorea victoria
Image: Markus Nolf, Wikimedia Commons
Sebuah protein fluorescent dari ubur-ubur kristal (Aequorea victoria) yang tinggal di Samudera Pasifik Utara, membuat penemunya menerima anugerah Nobel bidang kimia.
Dengan menautkan gen yang mengkode Green Fluorescent Protein (GFP) dengan gen lain, para ilmuwan dapat melacak sel dan organisme secara rinci dan indah.
Warna-warni GFP
Image: Nathan Shaner, Paul Steinbach, Roger Tsien, Wikimedia Commons
GFP asli bekerja dengan baik pada luminisensi Ubur-ubur, tetapi para ilmuwan merasa kurang puas dan berusaha mengembangkan GFP ini selama dua dekade terakhir. Mereka melakukan teknik rekayasa genetika untuk membuat GFP berpendar lebih terang, lebih lama dan bahkan dengan warna-warni berbeda.
Gambar di atas bukanlah coretan crayon anak SD, tetapi merupakan goresan bakteri dalam cawan Petri yang mengekspresikan GFP dalam berbagai versi yang berbeda warna. Benar-benar keren!
GFP Pada Mencit
Image: University of Pennsylvania
Mencit pun kini sudah berhasil ‘dimodifikasi’ agar dapat berpendar seperti Ubur-ubur, mereka kini dapat mengekspresikan GFP di dalam setiap sel tubuhnya.
Macaca pun Bisa Hijau
Image: Anthony Chan, Yerkes National Primate Research Center
Bahkan, organisme yang sangat kompleks seperti Macaca ini pun kini bisa ‘disusupi’ GFP. Para ilmuwan merekayasa beberapa rhesus Macaca untuk mengekspresikan GFP bersama dengan sebuah protein yang menyebabkan sang hewan menderita penyakit Huntington, sebuah penyakit neurodegeneratif. GFP digunakan untuk memastikan bahwa gen penyebab penyakit tadi telah ‘merasuk’ ke dalam tubuh monyet tadi.
Struktur 3D GFP
Image: Alexander Brandt, Wikimedia Commons
GFP sendiri terdiri atas 238 asam amino. Bentuknya yang menyerupai gentong inilah yang menjadi kunci sifat fluoresensi yang dimiliki GFP.
GFP pada Yeast
Image: Masur, Wikimedia Commons
Ragi kue/roti di atas mengaktifasi dua versi GFP yang berbeda pada membran permukaannya, yaitu GFP hijau dan merah.
Jika protein yang berwarna merah dan hijau sama-sama terekspresi di dalam sel, maka akan terlihat corak warna kekuningan. Sifat ini membantu para ilmuwan jika GFP digunakan untuk melacak dua protein yang berada di dalam lokasi yang sama di dalam sel.
Pelangi GFP
Image: Jean Livet et al, Harvard University
Gambar di atas adalah sel-sel otak tikus –disebut brainbow– merupakan kombinasi antara protein ubur-ubur dan protein fluorescent koral.
Dengan mencampurkan protein fluorescent yang berwarna hijau, merah, kuning dan oranye, para ilmuwan dapat membuat hingga 90 warna yang berbeda. Palet warna ini dapat melacak jaringan yang rumit koneksi antara sel-sel otak.
Dengan begitu besarnya manfaat GFP dan luasnya aplikasi GFP dalam berbagai penelitian, maka pantaslah sang ilmuwan yang pertama kali menemukan manfaat besar protein ini untuk dianugerahi hadiah Nobel. Yang jelas manfaatnya akan makin terasa terutama dalam penelitian mengenai mekanisme penjangkitan dan pengobatan suatu penyakit. Tak sia-sia Allah SWT menciptakan sesuatu, pasti ada manfaatnya.
Sumber: NewScientist.com
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Image from pnas.org.
Dunia medis mendapatkan tantangan baru dari berbagai penyakit menular. Demam berdarah Dengue, Flu Burung, dan sekarang Flu Babi, adalah infeksi virus yang sampai sekarang belum ada obatnya. Terapi yang ada, hanya berfungsi untuk menahan laju replikasi virus. Diperlukan metode dan teknologi baru untuk mengatasinya. Bioinformatika datang untuk membantu. Apakah yang bisa dilakukan bioinformatika untuk itu? Mari kita simak.
Kemajuan pesat dari riset biologi molekuler telah menghasilkan data eksperimen proteomik dalam jumlah masif. Data tersebut disimpan pada database terpusat, seperti SWISS PROT atau Genbank. Bersamaan dengan itu, hasil kristalografi sinar X dari protein, disimpan pada database PDB (Protein Data Bank).
Aplikasi Modeling Protein dalam dunia biomedis, kelihatan sangat nyata pada pengembangan anti retroviral. Salah satu contohnya, adalah pengembangan obat untuk HIV/AIDS (Human Immunodeficiency virus). Seperti yang kita ketahui, HIV memiliki beberapa enzim yang berfungsi untuk integrasi genom virus pada genom inang, replikasi virus, dan lisis sel inang. Beberapa enzim yang telah diketahui memiliki peranan sangat penting dalam eksistensi HIV, adalah integrase dan reverse transcriptase. Integrase berfungsi untuk mengintegrasikan genom virus pada sel inang, sementara reverse transcriptase berguna untuk mengkonversi RNA virus menjadi DNA. Titik kritis dalam pengembangan obat, adalah mencari lead compound yang dapat menjadi inhibitor pada kedua enzim tersebut. Sebelum dilakukan eksperimen laboratorium, ada baiknya dilakukan modeling komputer, untuk menentukan lead compound apa yang cocok sebagai inhibitor.
Secara teknis, modeling tersebut dapat dilakukan dengan dua tahap.
- Pertama, membangun model kinetika reaksi enzim-inhibitor. Dengan memasukkan rumus perhitungan, maka dapat diketahui apakah inhibitor tersebut bersifat reversibel, ireversibel, atau non reversibel. Data-data ini akan berguna untuk pengembangan obat selanjutnya.
- Kedua, dan ini tahap yang paling penting, adalah membangun model komputer terhadap interaksi protein/enzim dengan inhibitor. Model ini bersifat 3D, sehingga dapat me-render binding site dan catalytic site dari enzim secara sangat jelas. Interaksi inhibitor dengan kedua situs itu juga dapat dimonitor dengan jelas. Dalam tahap ini, ikatan yang terlibat pada reaksi, seperti ikatan kovalen, ionik, atau gaya van der waals, semua dapat dimonitor secara kuantitatif dan kualitatif. Dalam pembangunan model ini, secara default, pelarut yang digunakan adalah air. Inhibitor yang dikembangkan, dapat bersifat sintetik, semi sintetik, atau dari bahan alam. Membangun molekul inhibitor sintetik, dalam rangka mencari kecocokannya dengan reaksi enzimatik, dapat dilakukan dengan bantuan software modeling kimia. Jika sudah ditemukan molekul yang cocok, baru tahap selanjutnya, yang tidak berhubungan langsung dengan modeling, dapat dilakukan. Langkah ini adalah melakukan sintesis laboratoris terhadap senyawa tersebut.
Langkah membangun model kimia inhibitor di komputer, akan sangat menghemat biaya untuk sintesis laboratoris. Berhubung regen biokimia harganya mahal, maka diperlukan langkah cerdas untuk penghematan, tanpa harus mengorbankan kualitas riset. Dengan pertama kali membangun model kimia inhibitor, kemudian mengujinya dalam model reaksi protein/enzim-inhibitor, dan setelah itu baru melakukan sintesis inhibitor, maka langkah ini akan menghemat banyak sekali dana penelitian.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Image from www.labnews.co.uk
Anda tentu mengenal Realtime PCR, ada hal-hal penting yang harus kita fahami dan lakukan untuk mendapatkan hasil yang dapat dipercaya dan konsisten. Apalagi kita tahu bahwa setiap reaksi realtime PCR memakan biaya yang tidak sedikit.
Dibanding teknik PCR konvensional (end-point PCR), realtime PCR memiliki berbagai keunggulan. Selain amplifikasi alias perbanyakan DNA fragmen yang dapat diamati seketika (secara realtime), dengan teknik ini kita pun dapat menentukan konsentrasi DNA yang terdapat pada sample. Maka tak heran jika teknik ini sering pula disebut Quantitative PCR (qPCR).
Bagaimana bisa amplifikasi diamati secara realtime? Kuncinya ada pada pewarna (dye) fluorescent (baik SYBR Green atau oligonucleotide terlabel fluorescent) yang dicampurkan ke dalam reaksi amplifikasi. Dye fluorescent ini (misal SYBR Green) bersifat dapat berpendar ketika ditembak oleh sinar laser (energi) jika terikat pada DNA utas ganda. Karena sifat inilah maka pertumbuhan fragment DNA hasil amplifikasi dapat diikuti secara realtime, semakin banyak DNA yang terbentuk semakin tinggi pula intensitas fluorescent yang dihasilkan. Sementara itu quantitative PCR dimungkinkan karena sensitifitas dye yang sangat tinggi, bahkan dapat mendeteksi secara akurat konsentrasi DNA hingga hitungan picogram (atau setara dengan sel tunggal saja!).
Sensitifitas yang tinggi seperti ini tentu saja rentan terhadap bias, sehingga perlu diperhatikan beberapa teknik berikut ini agar data yang diperoleh bisa konsisten dari waktu ke waktu dan selalu dapat diandalkan. Masalah yang sering muncul adalah adanya kontaminan dan ketidakkonsistenan hasil diantara ulangan.
Campur dengan Baik
Pembuatan mastermix adalah tahapan krusial dalam realtime PCR, sebab campuran pereaksi-pereaksi ini (dye, nukleotida, enzim, buffer, dll) selanjutnya akan dialiquot ke masing-masing tube/plate reaksi. Jika mastermixnya tidak homogen, maka jangan harap kita akan mendapatkan hasil yang konsisten.
Pastikan mastermix (baik yang fresh maupun yang telah disimpan di dalam freezer) telah tercampur dengan baik sebelum dialiquot, gunakanlah vortex.
Larutkan primer di dalam buffer
Seringkali kita melarutkan stok primer menggunakan air (ddH2O), padahal pH air bisa saja rendah (apalagi DEPC-treated ddH2O) yang bisa merusak DNA dalam waktu lama. Maka sebaiknya gunakan larutan buffer dengan pH netral untuk mencegah hidrolisis asam. Untuk mencegah aktifitas enzim DNase, bisa juga ditambahkan EDTA (1 mM) pada stok master primer, jangan takut EDTA akan menghambat aktifitas enzim Taq polymerase ketika PCR berlangsung karena konsentrasinya akan menjadi sangat kecil setelah dicampur menjadi mastermix/premix.
Biasakan untuk mengaliquot primer
Satu aturan yang harus ditaati dalam lab bioteknologi molekuler adalah sebisa mungkin hindarilah freeze/thawing, karena bisa mengundang kontaminan dan menyebabkan rusaknya primer. Maka jika kita mempunyai stok master primer (biasanya 100 uM), encerkanlah pada konsentrasi kerjanya (10 – 20 uM) menggunakan buffer netral dan buatlah aliquot. Usahakan agar primer tidak di-freeze-thaw lebih dari 5 kali.
Selain menghindari freeze-thaw berulang-ulang, peng-aliquot-an ini juga memudahkan kita saat terjadi kontaminasi, karena jika salah satu tabung primer terkontaminasi, kita masih memiliki stok primer lain yang masih bersih.
Gunakan pipet terkalibrasi dan ekslusif
Akurasi volume penambahan pereaksi seringkali menjadi masalah terutama jika volume yang ditambahkan sangat kecil. Untuk itu gunakan pipet sesuai jangkauan volumenya, gunakan teknik pemipetan yang baik dan pastikan pipet selalu dikalibrasi secara rutin.
Perlu disadari pula bahwa penggunaan pipet yang sama untuk berbagai keperluan merupakan sumber utama kontaminasi. Jangan gunakan pipet yang dipakai untuk ekstraksi DNA atau loading elektroforesis pada proses pembuatan mastermix realtime PCR, walaupun tips yang digunakan adalah tips aerosol resistant. Belilah satu set lengkap pipet yang didedikasikan khusus untuk pembuatan campuran pereaksi PCR, jangan dipakai untuk keperluan lain.
Buat kurva standar untuk setiap pasang primer baru
Setiap kali pesanan primer baru datang, buatlah sebuah kurva standar untuk menguji efisiensi reaksinya. Jangan mengasumsikan bahwa efisiensinya sama dengan primer yang sebelumnya digunakan, karena beda produksi bisa beda pula hasilnya.
Buatlah kurva standar 5 titik dengan jarak antar titik adalah 10 kali pengenceran. Pastikan bahwa kita dapat memperoleh efisiensi minimal 90% dengan menggunakan kontrol DNA.
Sediakan ruangan terpisah
Seperti halnya pipet, ruangan pun harus dibuat ekslusif dan terpisah, idealnya 3 ruangan, ruang ekstraksi DNA/RNA, ruang pembuatan campuran pereaksi (plus laminar air flow hood dengan sinar UV), serta ruang penambahan template DNA/RNA dan mesin realtime PCR itu sendiri. Dengan adanya pemisahan ruang dengan baik diharapkan tidak terjadi reaksi amplifikasi pada kontrol negatif akibat kontaminasi.
Cek ulang program siklus PCR
Cek ulang apakah kondisi siklus PCR sudah diprogram dengan benar sebelum reaksi PCR dimulai. Ini terutama wajib dilakukan jika mesin realtime PCR tersebut digunakan secara bersama-sama, karena ada kemungkinan program siklus PCR yang sudah kita simpan diubah oleh seseorang tanpa sepengetahuan kita. Tak ada salahnya kita mengecek ulang dari pada pada akhirnya reaksi amplifikasi kita gagal total.
Encerkan template
Realtime PCR jauh lebih sensitif dibanding PCR konvensional, jadi jangan samakan penambahan template untuk realtime PCR dengan PCR konvensional. Malahan seringkali jumlah template yang sedikit/encer memberikan hasil pengukuran yang lebih akurat. Di samping itu pengenceran dapat mengurangi efek kontaminan inhibitor yang mungkin terbawa saat isolasi DNA/RNA, karena ikut terencerkan maka efeknya terhadap akurasi sampel pun dapat ditekan.
Idealnya kurva sampel melintasi garis threshold antara siklus 20-30, ini dapat dicapai dengan mengatur konsentrasi sampel. Untuk sampel-sampel baru, kita bisa membuat dulu kurva kalibrasi (minimal 3 seri pengenceran standar) untuk melihat pada pengenceran sampel berapakah yang memberikan Ct (cycle threshold) yang berada di dalam kurva sehingga hasilnya akan akurat.
Buatlah larutan pengenceran fresh
Konsentrasi larutan asam nukleat (DNA/RNA) jika disimpan pada tabung plastik makin lama akan semakin berkurang. Ini karena asam nukleat dapat menempel pada dinding tabung. Oleh karena itu gunakan selalu serial pengenceran yang baru/fresh. Jika terpaksa harus menyimpannya untuk keperluan pengukuran berikutnya, maka gunakan Pelindung seperti carrier nucleid acid seperti tRNA, atau menggunakan tabung yang telah diberi perlakuan silikon atau dengan menggunakan tabung yang tidak mengikat DNA/RNA. Jangan lupa pula untuk mengukur kembali konsentrasinya sebelum digunakan untuk memastikan bahwa konsentrasinya tidak berubah.
Tips-tips di atas sangat penting diperhatikan terutama bagi para peneliti yang baru memulai penggunaan metode realtime PCR, karena langkah-langkah kecil seperti di atas sangat menentukan kekonsistenan dan tingkat kepercayaan hasil analisa kita.
Bagi Anda yang sudah terbiasa menggunakan realtime PCR, sangat kami tunggu urun-rembugnya jika ada hal-hal lain yang perlu diperhatikan selain yang telah kami uraikan. Bagian komentar di bawah ini dapat mewadahi kita untuk berdiskusi lebih lanjut.
Sumber: BiteSizeBio
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
Image from www.ucdavis.edu
Hutan tropis merupakan paru-paru dunia yang berperan besar terhadap kestabilan iklim global. Namun apa jadinya jika hutan semakin tergerus? Dapatkah bioteknologi berperan dalam pelestarian hutan?
Penurunan luas lahan hutan di Indonesia terjadi sangat cepat, utamanya dipicu oleh naiknya populasi penduduk yang berarti pula naiknya konsumsi kayu, sementara luas hutan tidak bertambah, area bekas penebangan dibiarkan begitu saja tanpa ada upaya serius untuk merehabilitasinya. Belum lagi illegal logging yang semakin memperparah laju penurunan areal hutan. Data tahun 2005 saja menunjukkan bahwa suplai kayu nasional yang tercatat oleh Departemen Kehutanan sebesar 42,3 juta m3 (itu tidak termasuk kayu ilegal lho). Konsumsi global sendiri tahun 1990 sebesar 2.5 miliar m3 dan terus meningkat setiap tahunnya.
Fakta mengenai degradasi hutan tersebut amat memprihatinkan, sebab di samping berpengaruh terhadap perubahan iklim global juga dapat mengganggu ekosistem flora dan faunanya. Sering kita dengar binatang-binatang buas keluar dari hutan dan menyerang lahan penduduk. Jangan salahkan harimau yang memangsa hewan ternak demi sesuap nasi, ups, seonggok daging karena tak kuasa menahan lapar. Itu semua berawal dari semakin sempitnya lahan hutan yang multifungsi.
Peran Bioteknologi
Kita tentu tidak bisa membiarkan hutan kita habis suatu saat nanti, harus ada upaya rehabilitasi hutan yang terencana dan menyeluruh serta melibatkan semua pihak. Dalam acara 1st Genetic Analyzer User Meeting yang diselenggarakan oleh salah satu pemasok mesin DNA sequencer pada tanggal 2 Juni 2009 lalu di Jakarta, tampil sebagai salah satu pembicara yaitu dari Center for Forest Biotechnology and Tree Improvement (CFBTI) Yogyakarta. Beliau memaparkan berbagai tantangan dan upaya yang dilakukan pemerintah melalui CFBTI untuk merehabilitasi hutan di Indonesia.
Tantangan yang dihadapi dalam pembangunan hutan di Indonesia antara lain:
- Rehabilitasi hutan alami
- Rehabilitasi hutan yang rusak dan tidak produktif
- Pembangunan hutan perkebunan
- Konservasi sumber-sumber genetik, dan
- Pengendalian pembalakan liar (illegal logging)
Image from www.batan.go.id
CFBTI yang berdiri sejak tahun 1984 ini melakukan riset-riset genetik molekuler yang berfokus pada 11 spesies tanaman, yaitu:
- Jati (Tectona grandis)
- Spesies yang tumbuh dengan cepat (Acacia spp. dan Eucalyptus spp.)
- Kayuputih (Melaleuca cajuput)
- Cendana (Santalum album)
- Iron wood (Eusideroxylon zwageri)
- Pulai (Alstonia sp.)
- Sengon (Falcataria mollucana)
- Surian (Toona sureni)
- Merbau (Intsia bijuga)
Lebih lanjut, beliau juga menguraikan riset-riset genetika molekular yang dilakukan lembaganya:
Pembiakan molekuler (molecular breeding)
Pembiakan molekuler dilakukan dengan mengaplikasikan penanda (marker) molekuler untuk perbaikan genetika tanaman melalui analisis paternal, sistem perkawinan dan analisis aliran gen. Dengan melakukan seleksi, pengaturan jarak antara pohon-pohon dalam kebun pembibitan dan uji keturunan (progeny test) untuk mengetahui komposisi genetik serta manajemen kebun pembibitan untuk meningkatkan probabilitas perkawinan antara genotip-genotip yang diinginkan, diharapkan bisa diperoleh pohon-pohon dengan kualitas plus.
Genetika populasi
Saat ini CFBTI mengembangkan suatu database genetik untuk kayu jati di Indonesia untuk melindungi konsumen dari penipuan. Seperti kita ketahui kayu jati merupakan kayu dengan kualitas terbaik dengan harga mahal. Dengan adanya database genetik ini kualitas suatu jenis kayu jati bisa ditentukan dengan tepat sehingga konsumen tidak akan bisa dikelabui oleh para penjual kayu yang kadang-kadang suka berbuat licik.
Biosecurity
CFBTI mengembangkan teknik-teknik berbasis PCR dan DNA Sequencing untuk mendeteksi penyakit pembusukan akar (root rot disease) pada pepohonan.
Botani forensik
Seperti halnya forensik pada manusia untuk melacak asal-usul atau identitas korban maupun pelaku kriminal, pada dunia kayu-kayuan juga diperlukan ilmu botani forensik. Dengan membangun suatu database dan barcode DNA, maka bisa dilacak asal-usul produk-produk kayu, diperoleh dari hutan mana, dan apakah kayu itu diperoleh secara legal atau hasil penebangan liar.
Harus Sinergi
Kerja keras CFBTI kita harapkan dapat menjadi sumbangan yang sangat berarti bagi kelestarian hutan di Indonesia. Namun bioteknologi saja tidak akan cukup tanpa didukung dengan upaya pemerintah dalam bidang lainnya. Berantas terus para pembalak liar terutama mereka yang kelas kakap dan yang berlindung di balik HPH. Jangan ada pula pengalihan fungsi hutan dari hutan lindung ke hutan industri hanya karena sogokan segelintir pengusaha kepada pemerintah setempat. Pemerintah bersama masyarakat juga harus mulai mencari alternatif untuk mengurangi ketergantungan terhadap kayu dan produk turunannya agar konsumsi kayu hutan bisa ditekan. Begitu pula upaya rehabilitasi dan reboisasi hutan harus digalakkan kembali dan melibatkan seluruh lapisan masyarakat.
Istilah pencarian terpopuler untuk artikel ini:
