REKAYASA GENETIKA PADA IKAN

Rekayasa genetika adalah suatu usaha memanipulasi sifat genetik suatu makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup yang memiliki sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika dapat dilakukan dengan menambah, mengurangi, atau menggabungkan dua materi genetik (DNA) yang berasal dari dua organisme berbeda. Hasil penggabungan dua materi genetik yang berasal dari dua organisme yang berbeda disebut DNA rekombinan. Organisme hasil dari rekayasa genetika disebut organisme transgenik.

Sejenis ikan tropis yang memancarkan cahaya merah akan menjadi binatang peliharaan pertama yang direkayasa, demikian diungkapkan para ilmuwan. Ikan jenis zebra ini sesungguhnya dirancang sebagai detektor adanya racun-racun yang ada di alam.

Ikan ini semula dikembangkan untuk membantu menanggulangi polusi lingkungan, kata Alan Blake dan rekan-rekannya dari Yorktown Technologies, perusahaan yang mendaftarkan ikan tersebut sebagai ikan peliharaan. “Mereka direkayasa agar memancarkan cahaya bila berada di lingkungan yang beracun atau tidak sehat.”

Ikan zebra (Brachydanio rerio) biasanya berwarna perak dengan garis-garis hitam keunguan. Dengan rekayasa genetis, ikan ini dapat memendarkan warna hijau atau merah dari tubuhnya. Warna merah atau hijau yang bersinar itu diambil dari warna ubur-ubur yang disuntikkan ke telur-telur ikan zebra.

Dengan gen ubur-ubur itu, tubuh ikan zebra dapat memancarkan cahaya. Nah, agar bisa digunakan sebagai indikator polusi, maka para peneliti memasukkan gen pemicu yang akan mengaktifkan pancaran cahaya pada ikan bila ikan berada dalam lingkungan yang mengandung zat tertentu.

Menurut Blake, sejauh ini tidak ada bukti bahwa ikan-ikan hasil rekayasa tersebut akan menimbulkan ancaman pada lingkungan. “Ikan-ikan ini hanya akan memancarkan warna terang di bawah segala macam sinar namun tidak akan mencemari lingkungan.”

Ikan yang kini disebut Glofish ini mulanya dikembangkan oleh Zhiyuan Gong dari National University of Singapore. Menurut Gong, meski saat ini ikan tersebut hanya memiliki dua warna tambahan, namun sebenarnya ia bisa dikembangkan untuk memiliki lima warna berbeda, dimana masing-masing warna akan bersinar sesuai dengan jenis bahan polutan yang dijumpai ikan.

Perkembangan bioteknologi khususnya teknologi biologi molekuler pada tahun 1970-an dalam rekayasa genetika yang juga dinamakan DNA rekombinan dinyatakan sebagai kemajuan yang paling mengagumkan. Kegiatan rekayasa genetikikan telah dilakukan sejak pertengahan 1980’an (Zhu et al., 1985). Kegiatan ini berawal dari kegiatan rekayasa genetikikan mas (C. auratus) yang dilakukan oleh Zhu etal.(1985).

Selanjutnya rekayasa genetikjuga dilakukan pada ikan-ikan medaka (Ozato et al.,1986), ikan catfish (Yan and Özgünen, 1993), crayfishdan zebrafish(Tsai, 2008).Perkembangan teknik transfer gen di ikan bermula dari penggunaan mikroinjeksi (Zhu et al., 1985).Perkembangan selanjutnya sampai tahun 1990, transgenik ikan telah dilakukan pada 13 jenis ikan yaitu atlantic salmon, common carp, goldfish, loach, medaka, mud carp, northern pike, rainbow trout, silver crucian, nile tilapia, wuchang fish, dan zebra fish (Chen, 1994). Namun teknik ini menimbulkan banyak kegagalan dan kematian telur dan prosesnya berjalan lambat (Dunham et al.,1987).

Berbagai teknik transfer gen yang dikembangkan selanjutnuya adalah electroporation, retroviral integration, liposomal-reverse-phase-evaporation, spermmediated transfer and high velocity microprojectile bombardment.Teknik-teknik ini selanjutnya memberikan hasil yang lebih efisien yakni diantaranya transfer gen yang dihasilkan lebih banyak dan waktu yang lebih singkat. Elektroposari dilakukan dengan meletakkan telur diatas buffer solusion yang mengandung DNA dan dengan bantuan kejutan elektronik (electrical pulses), membran sel akanmembuka dan memungkinkan material genetikyang ada di solution untuk masuk ke sel telur.

Keberhasilan teknik elektroporasi ditentukan oleh voltase listrik, jumlah kejutan listrik dan frekwensi kejutan listrik.Efisiensitransfer gen ditentukan oleh beberapa faktor diantaranya persentase penetasan (hatching percentage), frekwensi gen yang terintegrasi (gene integration frequency), jumlah sel yang biasadimanipulasi persatuan waktu dan besarnya usaha yang diperlukan untukmelakukan manipulasi embrio. Dalam hal ini elektroporasi merupakan teknik yang paling baik untuk produksi ikan transgenik.

Prinsip dasar teknik memproduksi ikan transgenik didasarkan pada beberapa tahapan penting yaitu penentuan spesies ikan merupakan tahapan pertama dalamteknologi ini. Menurut Chen (1994) secara umum transgenikikan dilakukan atau diproduksi pada jenis ikan komersial dengan tujuan akhir mendukung peningkatan produksi ikan budidaya.

Selain ikan komersial, penggunaan jenis ikan sebagai model untuk kepentingan penelitian, seperti halnya tikus putih yang digunakan sebagai model penelitian obat-obatan.Jenis ikan komet mempunyai beberapa karakteristik ideal.Ikan komet tersebut merupakan salah satu vertebrata kecil dengan panjang antara 16-20 cm.Karakter yang dimiliki ikan ini yaitu mudah bereproduksi, siklus hidup yang tiddak terlalu lama, pemijahan terjadi sepanjang tahun baik secara alami maupun buatan, telur yang dihasilkan banyak bahkan ratusan, dan transparan, serta mudah untuk menerima dan mengekspresikan gen asing.Berdasarkan beberapa alasan tersebut, ikan komet dipilih sebagai ikan model untuk rekayasa genetika ikan.

Penelitian mengenai transfer gen terhadap ikan hias belum banyak dilakukan (medaka, zebrafish, tetra) dan gen spesifik yang diinsersikan juga terbatas pada fourescent (GFP dan RFP).Penelitian pendahuluan terhadap ikan hias di Indonesia telah dilakukan dengan menggunakan model ikan komet dan diinsersi dengan green fluorescent protein(GFP) sebagai target yang diinginkan.Transfer gen hasil rekombinan yang telah dimurnikan diinsersikan ke dalam masing-masing telur ikan komet, yang merupakan tahapan selanjutnya dapat dilakukan dengan beberapa metode.

Teknologi yang pertama kali dikembangkan dalam bidang biteknologi transfer gen adalah mikroinjeksi.Transfer gen melalui teknik mikroinjeksi mempunyai banyak kelemahan, karena teknik membutuhkan ketrampilan yang tinggi.Efek dari teknikini telur yang sedang diperlakukan terganggu sehingga tingkat keberhasilan kecil.Selain itu, hasil yang didapatkan tidak bisa banyak, mengingat pekerjaan yang manual satu persatu telur pada pembelahan satu sel diinjeksi. Percobaan transfer gen GFP terhadap ikan komet melalui metode mikroinjeksi belum pernah berhasil sampai mendapatkan individu founder.Hal tersebut disebabkan banyaknya kesulitan dan hambatan seperti yang dikemukan oleh Khoo et al. (1992) dan Chen (1994):1.Memasukkan jarum mikroinjeksi kedalam mikropil2.Jarum mikroinjeksi sulit menembus korion telur komet yang agak keras

1. Teknologi Rekayasa Genetika

Ikan zebra (Brachydanio rerio) berfluoresens pertama hasil rekayasa genetika berhasil dikembangkan oleh para ilmuwan untuk mendeteksi adanya polutan, bahkan mulai dipasarkan sebagai binatang peliharaan.”

Cuplikan informasi tersebut hanyalah salah satu contoh bagaimana teknologi DNA telah meluncurkan revolusi dalam bidang bioteknologi, yakni teknologi rekayasa genetika. Keberhasilan ini tentunya membawa angin segar dan kontribusi yang sangat besar, terutama dalam bidang rekayasa genetika ikan dan akuakultur karena selain bermanfaat bagi penelitian dasar juga dapat ditujukan untuk penggunaan komersial.

Rekayasa genetika atau genetic engineering pada dasarnya adalah seperangkat teknik yang dilakukan untuk memanipulasi komponen genetik, yakni DNA genom atau gen yang dapat dilakukan dalam satu sel atau organisme, bahkan dari satu organisme ke organisme lain yang berbeda jenisnya. Dalam upaya melakukan rekayasa genetika, para ilmuwan menggunakan teknologi DNA rekombinan.

Sementara organisme yang dimanipulasi dengan menggunakan teknik DNA rekombinan disebut genetically modified organisme (GMO) yang memiliki sifat unggul bila dibandingkan dengan organisme asalnya. Seiring dengan kemajuan biologi molekuler sekarang ini memungkinkan ilmuwan untuk mengambil DNA suatu spesies karena DNA mudah diekstraksi dari sel-sel. Kemudian disusunlah suatu konstruksi molekuler yang dapat disimpan di dalam laboratorium. DNA yang telah mengalami penyusunan molekuler dinamakan DNA rekombinan sedangkan gen yang diisolasi dengan metode tersebut dinamakan gen yang diklon.

Ikan komet adalah salah satu strain ikan mas koki (Carassius auratusauratus). Ikan ini pertama dikembangkan di Amerika sekitar abad ke-19. Ikan komet umumnya berukuran kecil, yang dewasa berukuran kurang dari 10 cm. Di pasar harga ikan komet cukup murah dan banyak diminati konsumen ikan hias. Dibanding ikan mas koki, ikan komet memiliki ketahanan tubuh yang lebih baik.

Saat ini ikan komet telah banyak dipelihara di akuarium sebagai pajangan dan mudah ditemukan di tempat penjualanikan hias. Ikan komet dapat memijah sepanjang tahun, baik yang dipelihara di akurium maupun di kolam.Ikan komet memiliki ciri khas diantaranya bentuk tubuh dan warna yang mirip seperti ikan maskoki. Ciri yang membedakan ikan komet dengan ikan mas koki adalah ekornya lebih panjang dan bentuk badannya agak membulat tapi tak sebulat ikan mas koki. Perbedaan lainnya adalah ikan komet berekor tunggal sedangkan maskoki itu berekor ganda. Bentuk badan komet juga memanjang dan bisa bergerak cepat seperti komet, sedangkan badan maskoki kebanyakan membulat dan renangnya lambat.Disamping itu ikan komet kebanyakan berwarna merah dan putih.

Ikan komet tergolong ikan pemakan segala (omnivora).Hal ini bisa dibuktikan dengan pemberian pakan dari sisa-sisa dapur atau tanaman lain yang lunak.Biasanya, benih ikan mas komet hanya memakan Protozoa dan Crustacea.Benih yang berukuran10 cm memakan jasad dasar seperti chironomidae, Olighocaeta, Epeminidae, Thricoptera, Tubificidae, Mollusca, dan lain sebagainya. Jasad-jasad tersebut dimakan bersama-sama dengan tanaman air yang membusuk dan bahan organik lainnya.

Di alam danau atau sungai tempat hidupnya, ikan ini hidup menepi sambil mengincar pakan berupa binatang kecil yang hidup diatas lapisan lumpur tepi danau atau sungai.Berdasarkan kebiasaan makan ini, tentunya akan lebih mudah mendalami kemauan sang ikan dan kemampuan pengusaha ikan dikolam pekarangan untuk dapat berproduksi semaksimal mungkin. Kebiasaan hidup di alam ikan komet yang dipelihara di kolam atau akuarium dapat dipijahkan sepanjang tahun

1. Sejarah dan Perkembangan Rekayasa Genetika

Semenjak ditemukannya struktur DNA oleh Watson dan Crick (1953), kemudian mulai berkembanglah teknologi rekayasa genetika pada tahun 1970-an dengan tujuan untuk membantu menciptakan produk dan organisme baru yang bermanfaat. Sejarah membuktikan bahwa teknik rekayasa genetika terus-menerus mengalami perkembangan dan penyempurnaan dari metode-metode sebelumnya. Awal mulanya digunakan teknik konservatif yang dipelopori oleh Gregor Mendel dalam proses perkawinan silang (breeding) untuk mendapatkan bibit unggul yang bersifat hibrid.

Proses ini memakan waktu lama dan memiliki kekurangan, yakni muncul sifat yang tak dinginkan dari tanaman atau hewan tetuanya. Sampai akhirnya lahirlah rekayasa genetika modern menggunakan teknologi DNA rekombinan. Rekombinasi dilakukan secara in vitro (di luar sel organisme), sehingga dimungkinkan untuk memodifikasi gen-gen spesifik dan memindahkannya di antara organisme yang berbeda seperti bakteri, tumbuhan dan hewan ataupun dapat mencangkok (kloning) hanya satu jenis gen yang diinginkan dalam waktu cepat.

Sejak dimulainya perkembangan rekayasa genetika, beberapa teknik terus diperbaiki dan ditingkatkan dalam rangka menuju teknologi DNA rekombinan yang lebih maju. Teknik-teknik yang telah dikembangkan tersebut antara lain:

1. Poliploidisasi
2. Androgenesis
3. Ginogenesis
4. Kloning
5. Chimeras
6. Transgenik

Beberapa tahapan yang perlu dilakukan dalam melakukan rekayasa genetika atau teknologi DNA rekombinan sebagai berikut:

1. Isolasi DNA yang mengandung gen target atau gen of interest (GOI).
2. Isolasi plasmid DNA bakteri yang akan digunakan sebagai vektor.
3. Manipulasi sekuen DNA melalui penyelipan DNA ke dalam vektor. (a.) Pemotongan DNA menggunakan enzim restriksi endonuklease. (b.) Penyambungan ke vektor menggunakan DNA ligase.
4. Transformasi ke sel mikroorganisme inang.
5. Pengklonan sel-sel (dan gen asing).
6. Identifikasi sel inang yang mengandung DNA rekombinan yang diinginkan
7. Penyimpanan gen hasil klon dalam perpustakaan DNA.

Rekayasa genetika telah merambah di berbagai bidang, tidak terkecuali bidang perikanan yang menghasilkan ikan kualitas unggul sebagai contoh antara lain:

• Ikan zebra yang biasanya berwarna perak dengan garis-garis hitam keunguan, setelah disisipi dengan gen warna ubur-ubur yang disuntikkan ke telur ikan-ikan zebra maka dapat memendarkan warna hijau atau merah dari tubuhnya. Gen pemicu dari ubur-ubur akan mengaktifkan pancaran cahaya pada ikan bila ikan berada dalam lingkungan yang mengandung bahan polutan tertentu.
• Ikan karper transgenik dengan pertumbuhan mencapai tiga kali dari ukuran normalnya karena memiliki gen dari hormon pertumbuhan ikan salmon (rainbow trout) yang ditransfer secara langsung ke dalam telur ikan karper. Begitu pula penelitian lainnya memberikan hasil yang serupa, yakni seperti pada ikan kakap (red sea bream) dan salmon Atlantik yang juga sama-sama disisipi oleh gen growth hormone OPAFPcsGH.
• Ikan goldfish yang disisipi dengan ocean pout antifreeze protein gene diharapkan dapat meningkatkan toleransi terhadap cuaca dingin.
• Ikan medaka transgenik yang mampu mendeteksi adanya mutasi (terutama yang disebabkan oleh polutan) sangat bermanfaat bagi kehidupan hewan akuatik lainnya dan di bidang kesehatan manusia. Ikan tersebut setelah disisipi dengan vektor bakteriofag mutagenik, kemudian vektor DNA dikeluarkan dan disisipkan ke dalam bakteri pengindikator yang dapat menghitung gen mutan.
• Ikan transgenik menjadi tahan lama dan tidak cepat busuk dalam penyimpanan setelah ditransplantasikan gen tomat. Namun bisa juga sebaliknya apabila penerapan ditujukan untuk dunia pertanian, maka gen ikan yang hidup di daerah dingin dapat dipindahkan ke dalam tomat untuk mengurangi kerusakan akibat dari pembekuan.

Report this ad

Berbagai kontroversi menyelimuti produk-produk hasil rekayasa genetika. Kekhawatiran-kekhawatiran mengenai produk rekayasa genetik yang memiliki kemungkinan bersifat racun, menimbulkan alergi serta terjadi resistensi terhadap bakteri dan antibiotik selalu terjadi dalam masyarakat. Memang DNA rekombinan yang diproduksi dengan cara buatan itu dapat berbahaya jika tidak disimpan secara layak dan tindakan pencegahan yang ketat perlu diterapkan pada pekerjaan semacam ini. Jadi hanya galur-galur non-patogenik yang dipergunakan sebagai inang atau galur-galur lain yang dapat tumbuh dalam kondisi laboratorium. Namun demikian, hal ini tidaklah menyurutkan para saintis untuk terus memperbaiki kualitas penelitian di bidang rekayasa genetika semata-mata adalah demi kemaslahatan bersama. Pada akhirnya, kita harus mempertimbangkan masalah-masalah sosial, etika dan moral ketika teknologi gen menjadi lebih ampuh.