“Knockout” : Usaha mendapat padi terbaik sampai obat kanker
Penulis: Anky Z.
Bila seorang petinju dapat memukul Knock Out lawannya, ternyata peneliti juga dapat meng-Knock Out, namun yang di “knockout” adalah sebuah gen. Penelitian ini disebut dengan gene knockout. Penelitian gene knockout adalah menonaktifkan suatu gen tertentu dengan cara membuatnya menjadi mutan. Selanjutnya dianalisa akibat dari mutasi tersebut, untuk mengungkap fungsi gen tertentu. Penelitian gene knockout dilakukan dengan pendekatan penelitian reverse genetics, dalam pendekatan penelitian ini, urutan gen telah diketahui, namun belum diketahui fungsinya.
Perkembangan teknologi DNA sequencing atau pengurutan DNA telah mempercepat penambahan data genetic, sehingga kini data genom diantaranya genom manusia, genom tikus, termasuk juga genom beberapa tanaman telah tersedia.
Melinda Tierney dalam An Introduction to Reverse Genetics Tools for Investigating Gene function optimis bahwa, dengan informasi data genetik yang semakin lengkap, pengembangan penelitian dengan pendekatan reverse genetics dapat menjadi jalan untuk meneliti fungsi-fungsi gen yang belum diketahui.
Teknik Knockout
Salah satu teknik untuk meng-knockout (KO) gen adalah dengan menggunakan transposons. Peneliti menggunakan transposons sebagai alat mutagenesis. Transposon adalah urutan DNA yang dapat bergerak atau berpindah posisinya dalam suatu genom. Prosesnya disebut transposisi. Dalam proses transposisi ini, dapat menyebabkan mutasi dan perubahan pada DNA dalam suatu genom. Transposons disebut juga “jumping genes” atau mobile genetic elements.
Sebagai contoh transposons disisipkan pada suatu gen padi, maka gen padi tersebut tidak aktif lagi, selanjutnya gen padi tersebut dikatakan telah berhasil di-knockout, dan tanaman padi disebut dengan padi knockout atau padi KO.
Terdapat teknik lain juga untuk meng-knockout gen, yaitu dengan menggunakan metode homologous recombination, yaitu salah satu teknik untuk mengubah urutan gen. Pada homologous recombination, terjadi pertukaran gen pada suatu lokus atau tempat menyimpan gen, mekanismenya pertukarannya adalah dengan mengenali daerah atau urutan gen yang serupa.
Padi knockout
Pada April 2002, Science telah mempublikasikan draf genom padi. Dalam jurnal tersebut digarisbawahi pentingnya data genom padi tersebut. Karena padi adalah tanaman pangan penting untuk lebih dari setengah populasi penduduk dunia, dengan keberadaan peta genom, diharapkan dapat membantu para peneliti untuk mengembangkan padi yang lebih baik.
Pengembangan produksi padi yang sering mengalami tantangan, seperti keterbatasan lahan pertanian, atau degradasi lingkungan yang membuat tanah pertanian menjadi rusak, dan juga masalah kekeringan. Untuk menghadapi tantangan lingkungan tersebut, kemampuan padi harus ditingkatkan. Langkah yang harus dilakukan adalah, mengetahui fungsi gen-gen yang dapat meningkatkan kualitas hidup padi dalam kondisi lingkungan yang kurang baik tersebut
Aplikasi teknologi knockout merupakan salah satu teknik yang sering digunakan untuk mengetahui fungsi gen. Tyagi dan rekannya Mohanty, mengungkapkan dalam jurnal Plant Science, bahwa di era fuctional genomics, teknik knockout merupakan teknik yang umum dipakai pada padi.
Antusiasme dalam penelitian padi ini diperlihatkan oleh The International Rice Research Institute (IRRI) dengan membentuk International Rice Functinal Genomics Working Group, yang tujuannya adalah mengembangkan dan mengaplikasikan teknik dan sumber gen untuk mengungkap dan memahami fungsi gen padi yang belum diketahui.
Para peneliti dari India juga mulai terjun dalam penelitian padi knockout ini. Pada pertemuan National Consortium for Fucntional Genomics of Rice (NCFGR) tahun 2002, di Delhi, membentuk strategi penelitian, untuk melaksanakan penelitian functional genomic pada padi, dengan salah satunya teknik knockout, yang akan diikuti oleh para peneliti dari Delhi University South Campus dan Indian Institute of Sciences.
Sedangkan Miyuki Kaneko dan rekan-rekannya dari BioScience Center, Nagoya University, Jepang, telah melakukan penelitian padi knockout (KO). Dari hasil penelitiannya didapatkan, bahwa gen OsGAMYB, berperan dalam pertumbuhan pembungaan dan perkembangan pollen padi.
Para peneliti Taiwan, Chyr-guan Chern dan rekan-rekannya dari Taiwan Agriculture Research Institute, Taichung County, bahkan telah memiliki 50 ribu koleksi padi KO. Penelitian masih terus berjalan untuk mengetahui fungsi-fungsi gen.
Tikus Knockout
Banyak pendekatan penelitian yang digunakan untuk mengidentifikasi dan mengetahui fungsi gen yang bertanggung jawab dalam masalah kerentanan manusia terhadap penyakit. Salah satu pendekatan adalah dengan knockout mouse atau tikus knockout, disebut juga tikus KO. Penelitian dengan membuat tikus KO, menurut Andrian Hill dalam Host Genetis of Infectious Diseases: Old and New Approaches Converge umum dilakukan untuk mengungkap fungsi suatu gen terhadap kerentanan penyakit.
Telah lebih dari seabad, tikus sudah dikembangkan sebagai hewan mamalia yang menjadi model dalam penelitian genetika. Geoff Spencer dari National Human Genom Institute menyebutkan bahwa, banyaknya peneliti dari berbagai bidang biomedik telah menjadikan tikus sebagi modelnya, karena genom tikus lebih mudah dimodifikasi dan dianalisa.
The Jackson Laboratory, sebuah lembaga nasional publik bertempat di Bar Harbor, Maine Amerika, menyediakan tikus-tikus model, yang telah banyak menyumbang dalam banyak pengembangan dalam penelitian biomedik.
Beberapa tikus KO yang dihasilkan diantaranya adalah tikus KO p53, mengandung gen Trp53 yang non aktif, gen Trp53 berupa suppressor gene atau gen penekan kanker. Tikus KO p53 menjadi rentan terhadap kanker. Tikus ini merupakan model penting untuk mempelajari penyakit Li-Fraumeni Syndrome, yaitu sejenis kanker payudara.
Meningkatnya kadar kolesterol dalam darah dan penyumbatan pada arteri, merupakan gejala penyakit jantung, penyakit yang menjadi banyak perhatian para peneliti biomedik. The Jackson Laboratory juga telah memiliki tikus KO Apoe, tikus knockout yang menjadi model untuk dijadikan bahan penelitian penyakit jantung.
Sedangkan tikus KO cftr adalah model dalam penelitian penyakit Cystic Fibrosis (CF), penyakit genetic yang memiliki dampak serius. Di amerika, perbandingannya diperkirakan 1 banding 3.300 setiap kelahiran. Penyakit CF adalah salah satu bentuk penyakit paru-paru, yang disebabkan oleh kerusakan suatu gen yang yang seharusnya menghasilkan protein yang dapat mengatur aliran keluar masuknya garam dan air di dalam sel.
Penelitian dengan tikus KO cftr menunjukkan bahwa, penyakit CF adalah sebagai akibat dari kegagalan membunuh bakteri dalam paru-paru, yang selanjutnya muncul gejala penyakit paru-paru. Tikus ini telah menjadi model untuk pengembangan terapi gen yang rusak sekaligus penyembuhan penyakit CF pada manusia.
Dalam era functional genomics, pemahaman fungsi-fungsi genomik seperti fungsi gen-gen adalah penting. Didukung dengan terus bertambahnya data genom, dan makin banyaknya teknik untuk mengungkap fungsi gen, salah satunya Knockout, mengantarkan para peneliti untuk dapat memahami fungsi selular, gen, biokimia suatu organisme, yang aplikasinya di kemudian hari dapat berguna bagi manusia. Menunjang hidup manusia pada sisi pangan dan kesehatan.
Perkembangan teknologi DNA sequencing atau pengurutan DNA telah mempercepat penambahan data genetic, sehingga kini data genom diantaranya genom manusia, genom tikus, termasuk juga genom beberapa tanaman telah tersedia.
Melinda Tierney dalam An Introduction to Reverse Genetics Tools for Investigating Gene function optimis bahwa, dengan informasi data genetik yang semakin lengkap, pengembangan penelitian dengan pendekatan reverse genetics dapat menjadi jalan untuk meneliti fungsi-fungsi gen yang belum diketahui.
Teknik Knockout
Salah satu teknik untuk meng-knockout (KO) gen adalah dengan menggunakan transposons. Peneliti menggunakan transposons sebagai alat mutagenesis. Transposon adalah urutan DNA yang dapat bergerak atau berpindah posisinya dalam suatu genom. Prosesnya disebut transposisi. Dalam proses transposisi ini, dapat menyebabkan mutasi dan perubahan pada DNA dalam suatu genom. Transposons disebut juga “jumping genes” atau mobile genetic elements.
Sebagai contoh transposons disisipkan pada suatu gen padi, maka gen padi tersebut tidak aktif lagi, selanjutnya gen padi tersebut dikatakan telah berhasil di-knockout, dan tanaman padi disebut dengan padi knockout atau padi KO.
Terdapat teknik lain juga untuk meng-knockout gen, yaitu dengan menggunakan metode homologous recombination, yaitu salah satu teknik untuk mengubah urutan gen. Pada homologous recombination, terjadi pertukaran gen pada suatu lokus atau tempat menyimpan gen, mekanismenya pertukarannya adalah dengan mengenali daerah atau urutan gen yang serupa.
Padi knockout
Pada April 2002, Science telah mempublikasikan draf genom padi. Dalam jurnal tersebut digarisbawahi pentingnya data genom padi tersebut. Karena padi adalah tanaman pangan penting untuk lebih dari setengah populasi penduduk dunia, dengan keberadaan peta genom, diharapkan dapat membantu para peneliti untuk mengembangkan padi yang lebih baik.
Pengembangan produksi padi yang sering mengalami tantangan, seperti keterbatasan lahan pertanian, atau degradasi lingkungan yang membuat tanah pertanian menjadi rusak, dan juga masalah kekeringan. Untuk menghadapi tantangan lingkungan tersebut, kemampuan padi harus ditingkatkan. Langkah yang harus dilakukan adalah, mengetahui fungsi gen-gen yang dapat meningkatkan kualitas hidup padi dalam kondisi lingkungan yang kurang baik tersebut
Aplikasi teknologi knockout merupakan salah satu teknik yang sering digunakan untuk mengetahui fungsi gen. Tyagi dan rekannya Mohanty, mengungkapkan dalam jurnal Plant Science, bahwa di era fuctional genomics, teknik knockout merupakan teknik yang umum dipakai pada padi.
Antusiasme dalam penelitian padi ini diperlihatkan oleh The International Rice Research Institute (IRRI) dengan membentuk International Rice Functinal Genomics Working Group, yang tujuannya adalah mengembangkan dan mengaplikasikan teknik dan sumber gen untuk mengungkap dan memahami fungsi gen padi yang belum diketahui.
Para peneliti dari India juga mulai terjun dalam penelitian padi knockout ini. Pada pertemuan National Consortium for Fucntional Genomics of Rice (NCFGR) tahun 2002, di Delhi, membentuk strategi penelitian, untuk melaksanakan penelitian functional genomic pada padi, dengan salah satunya teknik knockout, yang akan diikuti oleh para peneliti dari Delhi University South Campus dan Indian Institute of Sciences.
Sedangkan Miyuki Kaneko dan rekan-rekannya dari BioScience Center, Nagoya University, Jepang, telah melakukan penelitian padi knockout (KO). Dari hasil penelitiannya didapatkan, bahwa gen OsGAMYB, berperan dalam pertumbuhan pembungaan dan perkembangan pollen padi.
Para peneliti Taiwan, Chyr-guan Chern dan rekan-rekannya dari Taiwan Agriculture Research Institute, Taichung County, bahkan telah memiliki 50 ribu koleksi padi KO. Penelitian masih terus berjalan untuk mengetahui fungsi-fungsi gen.
Tikus Knockout
Banyak pendekatan penelitian yang digunakan untuk mengidentifikasi dan mengetahui fungsi gen yang bertanggung jawab dalam masalah kerentanan manusia terhadap penyakit. Salah satu pendekatan adalah dengan knockout mouse atau tikus knockout, disebut juga tikus KO. Penelitian dengan membuat tikus KO, menurut Andrian Hill dalam Host Genetis of Infectious Diseases: Old and New Approaches Converge umum dilakukan untuk mengungkap fungsi suatu gen terhadap kerentanan penyakit.
Telah lebih dari seabad, tikus sudah dikembangkan sebagai hewan mamalia yang menjadi model dalam penelitian genetika. Geoff Spencer dari National Human Genom Institute menyebutkan bahwa, banyaknya peneliti dari berbagai bidang biomedik telah menjadikan tikus sebagi modelnya, karena genom tikus lebih mudah dimodifikasi dan dianalisa.
The Jackson Laboratory, sebuah lembaga nasional publik bertempat di Bar Harbor, Maine Amerika, menyediakan tikus-tikus model, yang telah banyak menyumbang dalam banyak pengembangan dalam penelitian biomedik.
Beberapa tikus KO yang dihasilkan diantaranya adalah tikus KO p53, mengandung gen Trp53 yang non aktif, gen Trp53 berupa suppressor gene atau gen penekan kanker. Tikus KO p53 menjadi rentan terhadap kanker. Tikus ini merupakan model penting untuk mempelajari penyakit Li-Fraumeni Syndrome, yaitu sejenis kanker payudara.
Meningkatnya kadar kolesterol dalam darah dan penyumbatan pada arteri, merupakan gejala penyakit jantung, penyakit yang menjadi banyak perhatian para peneliti biomedik. The Jackson Laboratory juga telah memiliki tikus KO Apoe, tikus knockout yang menjadi model untuk dijadikan bahan penelitian penyakit jantung.
Sedangkan tikus KO cftr adalah model dalam penelitian penyakit Cystic Fibrosis (CF), penyakit genetic yang memiliki dampak serius. Di amerika, perbandingannya diperkirakan 1 banding 3.300 setiap kelahiran. Penyakit CF adalah salah satu bentuk penyakit paru-paru, yang disebabkan oleh kerusakan suatu gen yang yang seharusnya menghasilkan protein yang dapat mengatur aliran keluar masuknya garam dan air di dalam sel.
Penelitian dengan tikus KO cftr menunjukkan bahwa, penyakit CF adalah sebagai akibat dari kegagalan membunuh bakteri dalam paru-paru, yang selanjutnya muncul gejala penyakit paru-paru. Tikus ini telah menjadi model untuk pengembangan terapi gen yang rusak sekaligus penyembuhan penyakit CF pada manusia.
Dalam era functional genomics, pemahaman fungsi-fungsi genomik seperti fungsi gen-gen adalah penting. Didukung dengan terus bertambahnya data genom, dan makin banyaknya teknik untuk mengungkap fungsi gen, salah satunya Knockout, mengantarkan para peneliti untuk dapat memahami fungsi selular, gen, biokimia suatu organisme, yang aplikasinya di kemudian hari dapat berguna bagi manusia. Menunjang hidup manusia pada sisi pangan dan kesehatan.
Komentar