A Biological Journey

TRANSGENIK MIKROINJEKSI : BIOTEKNOLOGI REPRODUKSI IKAN DI MASA DEPAN

Posted: May 27th 2013

 

Tolok ukur keberhasilan suatu usaha budidaya ikan secara bioteknis umumnya adalah produksi ikan dengan pertumbuhan yang cepat, efisien dalam pemanfaatan pakan dan kelangsungan hidup tinggi.  Target produksi dapat berupa jumlah ikan yang dihasilkan (menghitung tingkat kelangsungan hidupnya) khususnya untuk kegiatan pembenihan dan dapat pula berupa bobot yang dihasilkan (menghitung biomassa) pada kegiatan pembesaran.

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.  Untuk mencapai target produksi perikanan maksimal, berbagai upaya telah dilakukan.  Salah satunya adalah dengan meningkatkan laju pertumbuhan ikan yang dapat mempersingkat periode produksi.  Selama ini metode yang umum digunakan untuk memperbaiki laju pertumbuhan ikan adalah selective breeding, yaitu dengan menggunakan induk yang terpilih secara cermat kemudian diseleksi pada setiap generasi yang berkualitas tinggi atau seleksi dalam satu famili.  Namun metode ini memerlukan waktu yang lama untuk mendapatkan gen yang stabil dan terbentuknya galur murni.

Teknologi transgenik

Selama dua dekade terakhir telah dikembangkan suatu metode yang berpotensi menggantikan metode selective breeding, yaitu transfer gen atau yang dikenal dengan nama trangenesis/transgenik.  Transgenesis adalah pengintroduksian satu atau lebih gen ke embrio suatu organisme yang selanjutnya gen tersebut dapat ditransmisikan pada generasi berikutnya.  Gen asing yang diintroduksikan tersebut biasanya berkaitan dengan karakter fenotipe penting dalam budidaya ikan, sehingga dengan menggunakan metode transgenesis akan didapatkan ikan-ikan yang memiliki sifat-sifat yang lebih unggul dibandingkan ikan normal.

Terdapat beberapa metode dalam transgenik, diantaranya adalah mikroinjeksi, electroporationsperm deliveryparticle bombardment dan lipofection.  Namun metode yang umum digunakan adalah metode mikroinjeksi.  Dengan metode ini, gen asing diintroduksikan ke dalam embrio ikan menggunakan sebuah jarum injeksi dengan diameter yang sangat kecil sekitar 5-7 µm.  Penggunaan mikroskop sangat diperlukan selama proses mikroinjeksi berlangsung.

Mikroinjeksi memiliki beberapa bagian yang penting, yaitu mikromanipulator, mikroinjektor dan jarum mikroinjeksi (lihat grafis).  Mikromanipulator berfungsi mengatur posisi sehingga jarum mikroinjeksi dapat menembus blastodisk telur, sedangkan mikroinjektor mendorong larutan DNA yang akan dimasukkan pada bagian blastodisk.

Ikan hasil transgenik yang sudah pernah dilakukan adalah ikan Salmon Atlantik, dimana hasil pertumbuhannya 2 hingga 6 kali lipat dari ikan Salmon Atlantik nontransgenik.  Ikan nila mampu 2-7 kali lebih besar, bahkan pada ikan mud loach mampu tumbuh 35 kali lebih besar dari ikan normal.

Penggunaan mikroinjeksi dalam transgenik ikan didukung oleh hal-hal seperti jumlah telur yang relatif banyak dan fertilisasinya terjadi secara eksternal yang memudahkan introduksi gen asing pengkode target.  Selain itu, dengan fertilisasi eksternal kita dapat mengatur waktu sehingga jumlah telur yang diinjeksi maksimum.  Keuntungan lainnya adalah embrio ikan dapat dipelihara dalam media air tanpa suplemen, karena untuk perkembangan embrio cukup mengandalkan nutrien dari kuning telur.  Embrio ikan tidak memerlukan manipulasi yang kompleks seperti pada mamalia, yang harus dilakukan kultur in vivodan transfer embrio ke dalam rahim induknya.

Metode mikroinjeksi pada telur ikan juga memiliki beberapa kelemahan, diantaranya adalah sel telur harus bisa ditangani.  Dengan kata lain, keberhasilan teknologi transgenik sangat bergantung pada operator. Bila telah lihai atau terampil dalam 1 menit bisa mencapai 60 telur yang dimikroinjeksi.  Berbeda halnya dengan mamalia, injeksi langsung ke dalam nukleus tidak dapat dilakukan pada ikan, mikroinjeksi ke dalam sitoplasma membutuhkan kopi gen yang sangat banyak mengingat luasnya sitoplasma sehingga memperlambat transfer DNA ke dalam nukleus.

Kendala lainnya dalam mikroinjeksi pada embrio ikan adalah kekerasan dari lapisan korion.  Salah satu cara mengurangi atau menunda kekerasan korion yaitu dengan larutan glutation dan dengan cara menginjeksi pada bagian mikrofil.  Lokasi penginjeksian sendiri dapat mempengaruhi persentase ikan yang membawa kontruksi gen asing.

Salah satu elemen yang penting dalam menentukan dalam keberhasilan proses trangenesis adalah adanya promoter yang merupakan bagian dari kontruksi gen.  Promoter adalah sekuen DNA dimana RNA polymerase menempel (bind) dan menginisiasi transkripsi.  Promoter yang dapat digunakan harus bersifat mampu aktif tanpa memerlukan faktor pemicu (constitutive), dapat aktif pada semua jaringan otot (ubiquitous) dan dapat aktif kapan saja (house keeping).  Promoter yang biasa digunakan adalah promoter β-actin ikan medaka yang telah digunakan pada ikan rainbow trout, nila, ikan mas dan lele.

Teknologi transgenik dapat menyediakan produksi rata-rata bagi “designer fish” untuk pangsa pasar misalkan permintaan percepatan penampakan luar dari ikan, tekstur dagingnya yang banyak, rasa, warna  dan komposisi tertentu.  Calon gen lain yang memberikan keuntungan pada pertumbuhan ikan termasuk pengaturan pertumbuhan adalah pengkodean untuk pelepasan hormon pertumbuhan (Growth Hormone, GH) dan insulin sebagai faktor pertumbuhan. Pada metabolisme mineral, GH yang ditransfer melalui mikroinjeksi mampu meningkatkan keseimbangan positif kalsium, magnesium serta fosfat dan menimbulkan retensi ion Na+, K+ serta Cl sehingga efek utama dari GH adalah meningkatkan pertumbuhan tulang panjang dan tulang rawan.  Pada akhirnya ikan akan tumbuh lebih cepat dan besar dibandingkan ikan normal peliharaan.

 

Sebuah goresan tinta elektronik dari Henry WIjaya, Untuk “A biological Journey” blogs.uajy.ac.id


2 responses to “TRANSGENIK MIKROINJEKSI : BIOTEKNOLOGI REPRODUKSI IKAN DI MASA DEPAN”

  1. JOSHUA NATHANAEL says:

    Wahhhh, teknologi yang sangat mutahir,
    infonya luar biasa bos
    tetap menulis.!

  2. Anysia Imada says:

    Infonya bagus banget. Banyak sekali keuntungan yang bisa didapat dari teknologi mikroinjeksi. Tapi kekhawatiran yang timbul adalah apakah hasil mikroinjeksi yang diaplikasikan ke mamalia aman untuk dikonsumsi dan tidak memiliki efek samping kesehatan?

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

© 2020 Universitas Atma Jaya Yogyakarta
css.php