ISS N. 0215-2835
Volume 14 No.3 September 2000
·
.
SEPTEM BER 2000
WART A BlOTEK X I V NO.3
KATA PENGANTAR Pada edisi September 2000 kali ini Warta Biotek mengambil lema tcntang "biofarmasi". Edisi kali ini diperkaya dengan bahan-bahan yang terkait dengan biofarma i dan Isu Biotek yang berhubungan dengan penapisan senyawa bioaktif dari jasad renik . Oi samping itu, disajikan pula berila-berita rutin mengenai kegiatan bioteknologi, kumpulan a rtikel , naskah paten dan informasi teknis koleksi terbaru Redaksi, serta daftar buku bioteknologi terbitan terbaru. Berita dari Internet menampilkan situs-situ menarik yang berkaitan dengan bioteknologi. Redaksi tetap mengharapkan sumbangan artikel semi populer dari semua pihak untuk diterbitkan dalam Warta Biotek ed isi mendatang. Tata cara penulisannya dapat dilihat pada sampul belakang. Selamat membaca. Redaksi
DAFIARISI Warm Biotek diterbitkan 4 x I tahun oleh Puslitbang Bioteknologi·LIPI. Mulai Vol. 10 no. I . 1996 Warta Biotek memuat artikel semi populer bidang bioteknologi atau yang terkait disam ping berita·berita dan kegiatan bioteknologi dalam dan luar ncgeri . Warta Biotek diasuh oleh : Redaksi Penanggungjawab: Kepala Bidang Jasa dan Informasi Puslitbang B ioteknologi- Ll P I Redaksi Pelaksana: : M . Ahkam Subroto Ketua : Yantyati Widyastuti Anggota Tri Muji Ermayanti
Isu Biolek:
- Potensi Jasad Renik Untuk Produk Bahan
Al am .. . . . .. . .. ... .. . ... .. . .. .. .. .... . ... . .. .. .
Artikel:
- Pelaksanaan Bioprospekting di Indonesia: Kemungkinan dan Persiapan (T. Subagyo) .. . - Asam Sialat (Sia) : Peranannya d lam Susu dan Aplikasinya ebagai Bahan t\ditif untuk Makanan Bay! (K.P. Candra) .. . . .. . .. .. . .. ..... - Green Fluorescent Pro/em (GFP) dan Aequorin: Suatu Terobosan Baru Sebagai Molekul Penanda dalam Biotogi Molekuler (A .M . Fuad) .... . . ......... ... . ... . ... ..... ... .... - Penerapan Intracytoplasmic Sperm Injection (IeSI) pada Manusia ( . Said) . .... .. ...... .....
3
II
15 23
Popularisasi Biotek:
Keterangao fotc sampul depan: I. Delima (Plmica granatum Linn.) 2. Burahol (Stelechocarpus burahol) 3. Juwet (Syzygium jambolana) 4. Katepeng badak (Cassia alata Linn .) (Foto : Nurul Sumiasri)
- Tanya Jawab Tentang Bioprospekting (T.M . Ermayanti) .. . .. .. . .. . . .... _ '" ...... ...... - Mikrosalelit (E.M. Kaiin) ... .. . . . . ...... . . .. .... . - Bioetika(M .A. Subrolo) . .. . .. .. . .. . . .. . ...... ... Inrorma i: - Penelitian dan Pengembangan .. ... ...... . .. .. . .. - Terbilan Baru Mengenai Biotcknologi ...... .. . - Bl!riladari Internet ... ...... ..... . ........... .... .. - Dana Penel illan .. . .. ........ .... ....... ... ... . . .. .. ~ Pertemuan Yang Akan Dalang .. ... .. . .. . . ...... . - Kursus/Pclatihan Yang Akan Datang . .. .. . . . ... - Pertemuan Yang La!u .... .. ... .. ...... ... .. . .. ...
Alamal RcJaksi: Wal1a Billh:k Pll~al PClldiliall dan I'cngcllIbangan Biolcknologi - L1PI Jalali Ra)a Bogor Kill . ~6. Kolak Pos Bogor 1600~. Cibinong. Bogor. Tc lp. (021) 875 1527.8754587 la\ . (()~ I) 875 ~588 . Email: Wartabiotck (~tholmail.col11
27
29
31
35
35 36
J 7
39 40 40
ISUBIOTEK POTENSI JASAD RENIK UNTUK PRODUK BAHAN ALAM Metabolit yang dihasilkan oleh jasad renik telah menghantarkan peradaban umat manusia ke zaman antibiotika. Telab lebih dari SO tahun kita mendapatkan keuntungan yang tidak ada taranya dari metabolit yang kemudian dikenal sebagai antibiotika atau obat ajaib ini . Antibiotika adalah metabolit sekunder asal jasad renik berupa senyawa klmia alami yang mempunyai berat molekul rendah. Antib iotika sangat mengagumkan karena merupakan satu-satunya senyawa kimia yang dipakai di dunia kedokteran karena kemampuannya membunuh mikroba patogen dalam dosis yang amat sedikit. Diperkirakan banyak jasad renik yang berpotensi untuk menghasilkan antibiotika, tetapi kenyataannya untuk mendapatkan antibiotika baru diperlukan modal yang besar baik tenaga maupun dana. Dua puluh lima tahun yang Jaiu para ahli menemui kesulitan baik finansial maupun teknis khususnya dalam hal isolasi antibiotika baru Banyak orang memperkirakan bahwa program penapisan untuk mendapatkan antibiotika baru telah berakhir, sehingga pendanaan diarahkan unluk kegiatan rekayasa genetika untuk menghasilkan honnon pertumbuhan, modifikasi respon biologis dan transgenesis tanaman dan hewan. Apabila keadaan ini ber/anjut, maka akan berpengaruh buruk terhadap perkembangan industri farmasi dan agrokimia. Antibiotika hanya bagian keeiJ saja dari potensi metabolit sekunder yang djhasiJ~an oleh mikroba, di sam ping itu masih banyak metabolil sekunder yang menarik untuk dikembangkan untuk kesejahteraan urnat manusia. Metabolit dari mikroba ang berpotensi untuk dikembangkan termasuk untuk berbagai keperluan lain tem13suk antitumor (mitomisin, bleomisin, daunorubisin, dan doxorubisin), agensia imunosupresif (cyc/osporin FK-506, rapamisin, dan asam mikofenolat), agensia hipokolesteromia (Iovastatin dan pravastatin), inhibitor enzim (klavulanat, akarbosa dan desferal), agensia antimigren (alkaloid ergot), herbisida (glufosinat dan bialafos), agensia antiparasit dan promotor pertumbuhan hewan ruminansia (monensin, lasalosid dan salinomisin). dan bioinsektisida (toksin Bacillus thuringiensis, nikkom isin dan tetranaktin). Proses penapisan metabolit yang dihasilkan oleh mikroba sebagai antagonis untuk jasad renik hidup lain dl luar Jasad renik patogen akan semakin penting bagi pertumbuhan fannasi dan pertanian secara luas. Pengamatan terhadap eairan fennentasi dapat menghasilkan berbagai metaboiit yang dapat diisolasi dan dimumikan sebagai senyawa kimia penting. Tulisan Hacnao Umezawa memperlibatkan adanya senyawa kimia yang penting sebagai inhibttor enzim yang kemudian dapat dikembangkan sebagai obat nova. Berbagaj jenis fungisida sintetis ditarik dari pasaran karena masalah pencemaran hngkungan. Akibatnya, hasil panen buah-buahan dan sayuran mengalami penurunan antara 25-50%. Dapat disyukuri karena setidaknya ada 2 fungisida yang mempunyai hubungan amat dekat dengan bahan alami yaitu metilakrilat yang dirancang sesuai dcngan struktur dasar strobilurin dan oudemansin (antijamur alami) dan fenpiklonil (BretR) semisintetis pirrolnitnn Filosofi penapisan yang saat ini dikembangkan dalam 20 tahun tcrakhir adalah: Melakukan esei yang sederhana pada proses pemumian dan studi metabolisme obat untuk mencari senyawa kimia bukan antibiotika tetapi bennanfaat. 2 . Melakukan pengujian senyawa kimia dengan bioaktivitas untuk keperluan fannakologi, mikrobiologi, bjologi molekuler, dan pertanian terhadap senyawa kimia mumi maupun eampuran.
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
3. Melakukan penapisan terhadap senyawa kimia yang diduga mempunyai poteosi sekalipun tidak mempunyai potensi sebagai antibiotlka. 4. Melakukan studi yang lebih mendalam terhadap toksin yang sebelumnya ditemukan untuk mencari senyawa antiparasit, bioinsektisida baru yang ramah Iingkungan. Filosofi penapisan terus berkembang. Saat ini prinsip-prinsip biologi molekuler dipergunakan dalam proses ini khususnya dalam mengenali reseptor antagonis dan agonis dan senyawa yang mampu merangsang atall menghambat aktivitas sel pada tingkat molekuler. Penggunaan teknik baru yang kemudian dikenal sebagai high throughput screening telah meningkatkan efisiensi proses penapisan ribuan kali lipat. Keanekaragaman jasad renik sungguh luar biasa. Pada saat ini hanya sebagian kecil saja yang metabolit sekundemya berhasil diteliti . Oleh karena itu, kepedulian untuk melakukan studi terhadap metabolit sekunder asal mikroba perlu ditingkatkan. Berbagai prosedur penapisan yang sederhana perlu terns dikembangkan. Kimia bahan alam asal mikroba akan menjadi amat penting di masa yang akan datang. Indonesia dalam hal ini mempunyai peluang karen a mempunyai keanekaragaman mikroba yang sangat tinggi. (E. Sukara)
MAILING LIST BIOTEK
BergabungJah dengan Mailing List BIOTEK yang dikelola oleh Moderator dari
Pusl itbang Bioteknologi-LIPI
Mailing List BIOTEK merupakan forum komurukasi yang ideal bagi anda yang berminat
dengan permasalahan bioteknologi di Indonesia
UNTUK BERGABUNG. KUNJUNGI SITUS
http://www.egroups.com/invite/biotek DAN TEKAN TOMBOL "JOIN" alau
PENDAFTARAN DAPAT PULA DILAKUKAN DENGAN MENGlRIMKAN PESAN
EMAIL KEMODERATOR(
[email protected])
Selamat bergabung
2
WARTA BlOTEK
ARTIKEL PELAKSANAAN BIOPROSPEKTING DIlNDONE IA: KEMUNGKINAN DAN PERSIAPAN Tantono ubagyo'
Staf Kantor Pengelola Kekayaan Intelektual dan Alih Teknologl (KIA T)
Badan Litbang Pertan ian
E-mail: ts239@comeILedu;
[email protected]
Riogkasan Bioprospekting merupakan keglatan pengelolaan yang bertujuan untuk rnernanfaatkan keanekaragaman hayati secara lestari dan berkesinambungan Dl,; ngan kekayaan Indonesia di bidang sumberdaya hayati, maka bioprospekting, terutarna untuk pernanfaatan surnberdaya hayati tanarnan ebagai obat sangat memberikan harapan. Narnun demikian. karena kegiatan bioprospekting merupakan kerjasama yang melibatkan berbagai bidang terutama dengan perusahaan multinasional, maka diperlukan persiapan kllUSUS b rupa peraturan, instansi pemerintah pemberi ijin, pelaksana LSM serta kerangka kerja yang jelas dan saling menguntungkan. Dalam makaJah ini dibahas lentang peraturan. kelembagaan baik pemerintah maupun LSM. swasta nasional 1ndonesia dalam bidang obat serta kesiapan Indonesia dalam pelaksanaan blOprospekting. Kata kunci: bioprospekting, keanekaragaman hayati. pengelolaan. Pendabuluan Dewasa ini dengan keterpu rukan Indonesia di bidang ekono mi. maka wajarlah bila indonesia berupaya untuk mencari segala sumber yang dapat dibudidayakan unluJ... memperbaiki ekonomi dan membangun kcmbal i. alah satu poten j umberdaya yang belum terungkap dan belum banyak di gunakan adalah sumberdaya haya II.
Potensi ekonomi surnberda ya hayatl sudah tidak diragukan lagi dewasa ini paling sedikit
50% dari obat yang paling laris berkaiLan atau b rasal dari bahan alami yang sebagian besar berasal dari tumbuhan (Demain, 1998). Banyak sekal i obat-obatan yang populer yang berasal daTi ek trak turnbuhan. AspIrin misalnya, ber asal dari ekstrak ')alcc alhll, La. 01 (obat kanker ovanum) berasal dan ckstrak Taxus hrel'lfolia. Infor masi selengkapnya dapat ddihal dl lntemet dengan URL: www.sha man.comfHcrbanum .htm I. Obal-obatan mcrupakan bis 11" berskala mllyaran t1olar, terli hat dari konsumcn d. Amerika
yang membelanjakan dana sebesar 6 milyar dolar per tahun untuk pengobatan. Selain untuk peng obatan, tumbuhan juga merupakan sumberdaya bagi pertanJan untuk menghasilkan tanaman yang ber guna unluk kebutuhan manusia. Selaln tumbuhan, sumber lain yang dapat digali adalah mi kroba dan satwa. Kekayaan mi kroba tropik yang sangat besar merupakan sumberdaya yang luar biasa untuk berbagai kegunaan daJam bidang industri. Satwajuga merupakan sumberdaya yang luar biasa, baik untuk tujuan pariwisa
'Saat In, sedang magang sebagai Program Associate - IPR Management, International Service for Acquisition of Agri-biotech Applications di Cornell University. USA. Alamal' io 244 Langmuir Lab. Cornell Business and Technology Park, 95 Brown Road, Ithaca Ny 14850, U A. Telp l -M17-257-2529. Fax .. 1-607255-1215
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
3
La maupun budldayanya. Secara menyeluruh diperkirakan bahwa nilai ekonomi sumberdaya hayati dunia mencapai 2,9 lrilyun dolar (Gordon. 1998). Upaya pengelolaan sumber daya hayati secara berkesinam bungan, terutama untuk pemanfa atan senyawa kimia yang terkan dung dalam tumbuhan. mikroba dan fauna lazimnya disebut de ngan bioprospecting dan dalam tulisan ini selanjutnya akan di-In donesia-kan menjadi bioprospek ting. Walaupun sangat menjanji kan akan tetapi bioprospekling ju ga memerlukan biaya yang tidak sedikit. Thayer (1998) melapor kan bahwa waktu untuk mengem bangkan satu produk obat dapat mencapai 15 tahun dengan biaya lebih dari 360 juta dotar untuk tiap produknya. Karena proses bio prospekting memerlukan waktu dan biaya maka salah satu lemba ga swadaya masyarakat yaitu Conservation International dl Washington DC, AS mengga bungkan bioprospekting dengan etnobotan i dengan menekankan kepada bahan tumbuhan yang te lah digunakan oleh masyarakat tradisional setempat. cara ini dila kukan juga oleh perusahaan Sha man Phannaccuticals di San Francisco, A dan nampak mem berikan hasil yang lebih cepat (Bunk, 2000) Oengan melihat kondisi ekonomi Indonesia saat ini, maka salah satu pilihan yang menarik adalah bekerjasama dengan pihak luar, seperti dengan peru ahaan multinasional yang mempunyai kelengkapan biaya, sarana dan
4
umberdaya man usia. dalam hal bioprospekting. Namun demiki an, pembagian keuntungan dari kerJasama seperti di atas harus di perhatikan. Sebagai contoh adalah kasus yang terJadi di Madagaskar. Pad a tahun 1980, salah satu pe rusahaan obat mullinasional dapat mengisolasi alkaloid anti kanker dari tumbuhan rosy periwinkle (Catharanthus roseus) dan me ngembangkannya sebagai obat unhlk penyakit Hodgkin dan leu kemia anak-anak. Produk itu me rupakan bisnis yang berharga 200 juta dolar per talmn akan tetapi hingga saat ini baik pemerintah maupun rakyat Madagaskar tidak merasakan manfaatnya. Sudah siapkah indonesia dari segi ilmu pengetahuan dan biaya? Apabila bekerjasama de ngan pihak Iuar sudah siapkah kita dengan perangkat hukum dan kebijakan umum? Bagaimanakah dengan hak masyarakat adat se tempat dan bagaimana memberi kan royaltinya? Oalam uraian di bawah ini akan dipaparkan usaha biopros pekting di negara lain terutama d1 Kosta Rika. dan beberapa persya ratan yang diperlukan yang berhu bungan dengan perkembangan bioprospekting di Indonesia.
Belajar dari kegiatan biopro pekting di Kosta Rika Kosta Rika adalah negara per tama yang melaksanakan biopros pekting dengan perusahaan multi nasional Me d. & 0 pada bulan September 1991. Perjanjian dilak sanakan oleh INBlo (Inslituto Na
cional de Biodiversidad) LSM ri sel yang dibentuk oleh tokoh-to koh masyarakat di Kosta Rika. Merck memberikan biaya riset e besar 1.135 juta dolar selama dua tahun kepada INBio. sedangkan INBio memberikan bahan berupa ekstrak dari tumbuhan liar, se rangga dan mikroba. OJ samping itu, INBio akan mendapatkan ro yalti dari produk komersial yang didapatkan, bantuan teknis serta pelatihan untuk meningkatkan ke mampuan Kosta Rika dalam riset obat- batan. INBio memberikan 10% dana yang djterima sebagai pembayaran awal dan memberi kan 50% dari royalti yang dite rimanya kepada dana Suaka Alam Kosta Rika (Costa Rica National Park Fund). Pengambilan sampel dilaksanakan oleh 'para taksono mis" yang dipiJih dari penduduk setempat (Komunikasi pribadi de ngan Ana Sitenfeld, INBio. 1999). Oi siOi jeJas terlihat 'win-win si tuation" _ Merck mendapatkan ba han, TNBio mendapatkan biaya penelitian dan pemanfaatan tenaga kerja. Sebagian dari biaya yang diperoleh dapat dikembaJikan un tuk peJestarian sumberdaya haya tinya. Dari uraian di atas terlihat ke rangka kerja yang harus dipersi apkan untuk bioprospekting: I. Kebijakan umum, hukum dan petunjuk pelaksanaan yang je las. 2. Penunjukan dan kesepakatan tentang instansi yang berwe nang untuk memberikan IJIO serta instansi yang akan be kerjasama.
WARTA BIOTEK
3 Kerangka kcrja yang jelas. tran paran dan menguntung~ "an baik unluk negara, lem bag a yang ditunjukJdipcrcayul untllk bekerJ8sama serla de ngan tokoh masyarakat dl daerah yang dituju. 4. Kemampuan manaJemen 111 formasi dan inventarisasi un tuk membanglln database sumberdaya. 5. Kemampuan bisnis, kemam puan teknologi dan hukum agar negara. in Lilut maupun rakyat elempat tidak dirugi kan dan perusahaanpun men dapatkan keunLungan. ittenfeld & Lovejoy (\999) mengemukakan bah\ a lantangan manajemen yang dihadapi dalam pelaksanaan bioprospekltng ada Lah. I. Mt;ndeftDlsikan dan melaksa nakan kerangka kerja bio prospekting, yaitl! kebijakan makro. inventarisasi keragam an hayati, Istem IOformasi ma najemen. akses teknologl serta pengernbangan bisnis. 2 Mernbenluk lim Inter dan muhi-disiplin tcrdiri dari pene lili, prakli i hukum, manajer konservasi serta praktisi bisnis. 3. Mendislribusikan manfaat yang d idapatkan dari bioproduk yang dihasilkan untuJ.. mening katkan kemampuan dl bidang bioteknologi serta mcningkat kan manajemen sumberdaya.
VOL. 14 NO.3 SEPTFMBER 2000
Kebijakan makro dan hukum di Indonesia Dalam usaha pclestarian dan pemanfaatan keanekaragaman ha yali yang berkelanjulan. kebijakan yang renting yang telah dibuat oleh pemerintah pada saat ini ada lah: 1. Pasal 33 UUD 1945 2 UU No. 4/1982 tentang Pokok-pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup. 3. Undang-undang Nomor 5 Ta hun 1990 tentang Konservasi Sumber Daya Alam Hayat i dan Eko istemnya. 4. UU No 24/1992 tentang Ren cana Umum Tata Ruang. 5. UU No 511994 tentang Rali fikasi Konvensi PBB menge nai Keanekaragaman Hayati. 6. UU No 4111999 tentang Ke hutanan. Unluk selanjutnya akan di bahas UU no. 5 tahun \994 yang mcrupaJ..an kesepakatan interna sional. Pad a bulan November 1988 United Nations Environment Programme (UNEP) memprakar sai konvensi intemasionat untuk kekayaan hayati ata desakan dari berbagai negara berkembang. Se telah melalui berbagai perlemuan akhimya dapat disusun COln'en tion on BIOlogical Diversit~' (Kon vensl Kekayaan Hayati) pada tanggal 22 Mei 1992. Teks ter sebul kemudian dibawakan ke United Nations onference on En vironment and Development di Rio de Janeiro lanbgal 3-14 Juti 1992. ulltuk ditandatangani (wwwbiodiv.org), Indonesia ter
rna uJ.. di anlara 157 ncgara yang pertamu kali menanda tangan i (saat ini sudah 168 negara) dan sudah meratifikasi teks CBD tersebut melalui Undang-Undang NO.5 Tahun J 994 yang ditandata ngan I pad a tanggal I Agustus 1994 (www.bapedal.go.id). Beberapa pasat yang penting dari Undang-Undang No.5 Tahun 1994 ter ebut dapat dilihat pada Tabell. Dari kedua pasal tersebut ter lihat adanya pernyataan hak ber daulat negara atas kekayaan hayati dan pengakuan akan hak masyara kat tradi iona!. Oi sarnping HU, Indonesia ju~ ga sudah mempunyai Rancang Tindak Nasional bagi Kenekara gaman Hayati yang disusun oleh Bappenas mu lai tahun 1990 dan diterbitkan pada tahun 1993. Se lain itu, telah disusun dan diter bitkan pula Atlas Keanekaragam an Hayati Indonesia hasil kerjasa rna Kantor Menteri Negara Ling kungan Hidup dengan KONPHA LINDO (LSM dalam bidang ling kungan dan pembangunan). Na mun demikian belum adanya pe tunjuk pelaksanaan akan meru pakall kelemahan yang besar. Di samping itu . waJaupun terdapat Keppres No. 100/1 993 tentang Izin Penelitian Bagi Orang Asing akan tetapi izin tersebut ha nya menyangkut kerjasama pene litian dan ama sekali tidak me nyinggung kerjasama untuk mak sud komersial. Kelemahan yang lain adalah kurangnya pemasyarakatan per aturan-peraturan tersebut dan ke
5
Tabel I . Beberapa pasa! penting dari lJndang-Undang No.5 rnhun 1994
Pasa! 8, j; berbunyi ; Tergantung perundang-undangan nasionalnyll, menghormati, melindungi dan mempertahankan pengetahuan, inovasi-inovasr Jan prnktik-praklik masyarakat asli dan lukul yang menccrminkan gaya hrdup yang berein tradislOnal, scsuai dcngan konservasi dan pemanfaatan seeara berkelanjutan keanekaragaman hayali dan memajukan penerapannya seeara lebih luas dengan persetujuan dan keterlibotan pl:milik pengetahuan, jnovasi-inovasi dan praklik-pT"llktik lcrscbul 'emacam itu dan mendorong pembagian yang add keunlungan yang dihasilkan dari pcndayagunaan pcngctahuan, inovasi-inovasi dan praktik-praktik semacam itu; Pasal 15: berbunYI:
I . Mengakui hak bcrdaulal Ncgara-Ncgara alas ~umber daya a1amnya, kewenangan menenlukan akses kepada sumber daya genetik terlclak pad a pemerintah naslonal dan terganlung pada perundang-undangan nasionalnya. 2. Seliap Pihak wa,iib I1crupaya meneiptakan kondisi unluk ml!mpcrlancar akscs kepada sumberdaya genelik unluk pemanfaatannya yang berwawasan lingkungan o!eh Pihak-Pihllk yang lain dan tidak mcmaksakan pcmbatasan yang bertenl8ngan dengan Konvensl ini. 3 Demi maksud Konvensi ini, sumbcrdaya genelik yang discdiakan okh satu Pihak. menurut kerentuWl Pasal 16 dan 19. hWlyalaJl yang disediakan oleh Pihak-Pihak yang merupakan negara asal sumberdaya tersebul nlau oleh Pihak Plhak yang lelllh memperole 1 sumberdaya genetik esuill Konvensl ina, 4. Ak.ses. bila dlberikan, hams alas dasar persetujuan bersama dan tcrganlung pOOa persyaratan dalam pasal ini.
tiadaan sanksi hukum yang me· nyebabkan kerancuan.
Instansi yang berwenang Oi tingkat nasional, belum ditunjuk instansi yang berwenang menangani keanekaragaman haya ti secara menyeluruh. Paling tidak ada empat menteri dan tiga depar temen yang akan terlibat, yaitu Kantor Menteri Negara Lingkung· an Hldup mengkoordinasikan ke bijakan dan program bidang kea· nekaragaman hayati, Oepartemen Kehutanan dan Perkebunan mela lui Direktorat Jenderal Perl in dungan dan Konservasi Alam yang bertanggungjawab untuk ka wasan lindung. Oepartemen Eks
6
plorasi Lali t dan Perikanan, De partemen Pertanian melalui Komi si Nasional Pelestarian Plasma Nutfah (KNPPN) uotuk pelestari an keanekaragaman hayati tanam an pertanian, obat serta temak, dan BAPPENAS yang berwenang mengawasi pelaksanaan program nasiona! tertentu. Kompleksitas masalah masih ada lagi dengan keharusan untuk menghubungi Oepartemen I-1ukum dan Perun dang-Undangan untuk perjanjian dengan pihak asing. Oi samping itu, kompleksitas lain lagi akan timbul dengan peniogkatan peran Pemerintah Daerah daJam rangka otonomi. Bioprospekting adalah suatu usaha bisnis dan waktu sangat
menentukan. oleh karena itu bila pemerintah menghendaki usaha bioprospekting. ham diatur ke rangka kerja yang baik dan se baiknya ditunjuk lembaga yang ben.venang mengkoordinasikan sistem perUinan yang sederhana.
Lem baga penelitian dan uni versitas Oi Indonesia hampir semua Universita terkemuka mempu nyai kaj ian/penelitian tentang 0 bat. antara lain Universitas Gadjah Mada, ITB dan VI. Lembaga Pe· nelitian yang menangani ta118man obat pun ada beberapa seperti LIPI, dan Balai Penelitian Tanam an Rempah dan Obat. Herbarium Bogorien ~L1PI banyak melak sanakan kajian etnobotan.is. Kesi apan peneliti Indonesia di hidang keanekaragaman hayati tidak dira· gukan lagi, hanya ketiadaan bia yalah yang menyebabkan kelam banan penelitian tersebut.
Lembaga swadaya masyarakat yang bergerak di bidang pe ngelolaan keanekaragaman ba yati di Indonesia Data LSM Indonesia ini disusun berdasarkan "web survey' sehingga mungkin kurang akurat. LSM yang dikemukakan di 1m adalah yang melaksanakan peker jaan langsung atau tidak langsung di lapang daIam pengelolaJan kea nekaragaman hayati. LSM Indonesia yang terke muka adalab Yayasan Keaneka ragaman Hayati (KEHATI) yang bertujullll untuk melakukan Kon-
WARTA BIOTEK
serva i dan Pemanfaatan Keane karagaman Hayati berbasi kan Masyarakat yang menempatkan diri sebagai jeOlbatan perantara (bridging role) antara PEME RINTAH (Pusat. Daerah, Aparat, Sipil serta Militcr). MA Y RA KAT (K M, LSM, Kelompok Profesi, Akademi i. Organi asi Sosial Budaya dan Keagamaan) serta WA TA (pemillk modal. perusahaan serta induslri). Oi rektur Yayasan KEHA n saat tni adalah IsOlld Hadad dan Ketua Badan Pelaksananya Dr. Didin Sastrapradja (w\vw.kehati .org). Yayasan KEHATI bergerak ter utama dalam bidang pelestarian dan oleh karena banyak tokoh pemerintah dan ilmuwan yang terlibat maka Yayasan KEHATI cukup ideal untuk berperan seperti INBio di Indonesia. ICBB (Indonesian Center for Biodiversity and Biotechno logy) adalah LSM yang berbasis di Bogor yang saat ini terutama bergerak di bidang penelitian kea nekaragaman hayah dan pengem bangan sumberdaya. alah saW bidang kajiannya yang utama ada lah ekosistem air hitam di Kali mantan . ICBB telah membangun koleksi kultur mikroba Indonesia (dewasa ini Lelah mencapai lebih dari 10.000 isolat) dan pemanfa atannya. ICBB adalah LSM non profit dan non pemerintah yang bergerak di bidang riset dan men dapatkan biaya dari donasi lem baga intemasional seperti DAAD (Jerman) dan bekerjasama dengan universitas
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
Tubingen Jerman (www.icbb. rg). 01 'amping itu. tt.:rdapat pu la L ' t aslllg antara lain yang It!rkt!muka adalah Conservation Inlt:rnatioll..1.1 (Cn . 'ang salah se orang Direkturnya bcrasal dari In done ia. yaitu Dr. Jatna Supriatna. L Mini berkedudukan di Wa shington DC. AS dan melaksana kan kerja ama dengan YAB HI (yayasan untuk memajukan pe nelitian biologi di )ndone ia) di pulau T gean Sulawesi. dan de ngan mithsonian Institution's Museum of Natural History serta LlPI di Irian Jaya dengan du kungan dana USAlD. Kerjasama ini dimaksudkan terutama untuk 'community based conservation enterprise' erta untuk perencana an pengelolaan usaha Iingkungan berbasis masyarakat seperti eko turisme. Keunggulan CI terutama adalah pengalaman di bidang is tern Informasi Geografis (GIS) (www.conservation .org). Lembaga internasional Salah satu kmbaga intcma slanal di bldang keanckaragaman h,l\ali ~ang berdomisili di Indo nesia ~altll CIFOR (Center for IIllcm3liol1al Forestry Lembaga il1l merupakan lembaga internasional yang bergerak di bi dang ri el kehutanan, dengan tUJu an untuk peningkatan dasar ilmiah bagi pengelolaan hulan secara Ie tari. serta meningkatkan kemam puan nasional untuk pengembang an kebijakan dan :eknulogl bagi penggunaan hutan secara optimal (www .clfor.org).
Swasta dalam bidang obat Untuk memberikan gam bar an lebih jelas tentang upaya bio pro pekting dan kemampuan swasla di Indonesia akan digam barkan tentang bisnis obat di In donesia serta kcterlibatan wasta. Oewasa ini terdapat 189 industri farmasi , 1728 pedagang besar farmasi (PBF) 5379 apotek dan 3000 toko obat (Panji, 3 Mei 2000). lndustri farm a i baru da lam taraf 'asembling" (formulasi) saja dan belum membuat bahan baku obat. Hal tersebul dilakukan karena pandangan jangka pendek yang melihat potensi pasar saja, keengganan berinvestasi d isebab kan oleh bunga bank yang linggi dan keamanan serta stabilitas yang masih diragukan. Hal ini diper parah lagi dengan kondisi terlalu banyaknya industri dan PBF dan banyaknya merek obat sehingga sebagian besar biaya (paling se dikit 30% dipakai sebagai biaya promo i). Oi samping im, kapa itas industri "asembling" obat Indonesia baru mencapal 60% (ta hun 1995) dan pemerintah mem buka keran Impor obat. Dengan demikian tampak tipi sekali ha rapan swasta Indonesia untuk ber peran dalam bioprospekting. Swasta yang bergerak di bidang obat tradisional di Indo nesia cukup banyak juga, PT Sido Muncul PT Jamu Nyonya Mc neer, PT Jamu Jago dan yang terkemuka antara lain adalah PT Indofarma yang telah berinvestasi untuk membangun pusat ekstraksi obat di Cibitung seharga 20 mil yar dcngan kapasitas I SO ton eks-
7
trak kering per tahun yang diope rasikan mulal 17 luli 2000 (Kom pas, 8 luli 2000). Demikian pula berbagai rumah sakit di Indonesia membuka Klinik Obat Tradisio nal. Namun demikian, kebanyak an swasta tersebut masih bersifat peramu saja dan pengobatan ber dasarkan ramuan obat tradisional "as is" dan tidak bersifat industri menyeluruh mulai dari bah an ba ku sampai akhir. Riset yang di lak anakan bekerjasama dengan Universitas pun sedikit dan tidak bersifat mendasar.
Perundangan di Filipina Filipina melaksanakan pe ngeJoJaan keragaman hayati seca ra terpusat dengan membentuk IACBGR (Inter Agency Com mitee on Biological and Genetic Resources) yang terdiri dari wakil Oepartemen Lingkungan Hidup (DENR), Departemen Riset dan Teknologi (0 ST). Oepartemen Pertanian, dua orang wakil komu nitas peneliti, wakil Oepartemen Kesehatan, wakil Oepartemen Lu ar Negeri. wakil Museum Na io nal, wakil LSM dan wakil masya rakat tradlsional. Dan etiap ker jasama yang menyangkut kera gaman hayati baik yang berupa ri set maupun komersial harus diaju kan ke TACBGR yang melaksana kan tugasnya dibantu berbagai ko misi tekni Petunju" pelaksanaan pengelolaan keragaman hayati di jabarkan seeara rinci dalam De
partment of Natural Resources Administrative Order (Pcratur'an Oalam Pemerintah) No 96-20. Peraturan Pemerintah Filipina ter
8
sebut diatur eeara rinci tentrulg akse kekayaan hayati, cara meng gunakannya pihak yang bertang gung Jawab. masalah kon erva i, pembagian manfaat bahkan sa111 pai kepada cara kerjasamanya. Pada Tabel 2 dituliskan beberapa kutipan dari Peraturan Pemerintah Filipina terse but. Dilihat dari Peraluran Pe merintah ter ebllt di atas, tampa" bahwa Filipina berusaha menggali kekayaan hayatinya seeara maksl mal dengan peraturan rinci agar akses dapat dllak anakan dan ke pentingan bangsa dan negara tetap diutamakan. Di ini terlihat adanya rinei an yang jelas antara penelitian yang bersifat akademis dan yang bersifat "-omersial, eara penna honan ijinnya bahkan sampai de ngan kerangka proposalnya.
Rekomendasi Dalam rangka mentngkat kan perekonomian IndonesIa serta menjaga kelesrarian sumberdaya alam, maka bioprospekting adalah upaya yang patut dipertimbang kan. Namun demikian masih ba nyak yang harus dibenahi, bai" dari segi peraluran maupun ke lembagaan, terutama karen a be lum adanya penjabaran secara rin ci pelaksanaan UU No. 5 tahun 1994. Bioprospekling yang akan dilaksanakan sebaiknya melibat kan swa ta multinasional yang mempunyai dana dan daya eukllp karena lemahnya swasta Indonesia pada bidang bioprospekting dewa sa ini . Dari segi LSM dan lemba ga risel maupun universitas tam
pak bahwa Indonesia sudah mem punyai patensi dan pengalaman, hanya dari segi bisnis dan hukum masih pedu diperbai"i. Keuntung an lain yang dimiliki Indonesia adalah dengan domisili CIFOR di Indonesia, yang dapal membantu pemerintah dalam penentuan kebi jakan pengelolaan keanekaragam an hayati umumnya dan biopros pekting pada khususnya. Adanya komisi tetap bersifat nasional I11ter dan multidisipliner untuk biopros pekting sangat diperlukan unluk penyederhanaan administrasi dan kelanearan pelaksanaan maupun pengawasannya,
Daftar pu ·taka Bunk. S 2000 Shamans \ ~ Synthetics The .sClenllst 14 (14) II. 10111112000, DemaIO. A.L 1998. Microbial natural pro
duelS. Nature Biotechnology 16: 3-4 .
Gordon. J. 1998. In bnef cientific American
278 22. Kompas, 8 lull 2000 Perlu Stralegl Baru Pe ngembangan Obal Indonesia. Panji 3 Mel 2000: Cara FarmllSis membantu paSlen SlItcnfeld, A & A. Lovejoy 1999 Managmg Bloprospccling and Biotechnology for Con~elValiun and Sustainable Use of Bio logical Diversity Dalant: Cohen, J.1. (cd) : Managmg Agricullurdl Biotechnology. CAB! Publish 109 In association With In· ternallOnal . CIVIC!: for National Agri cullural Research (ISNAR). pp 92-101. Thayer. "I.M 1998. Pharmaceuticals : Rede signing R&D Chemical and Engineering News 76 (8) 25-37.
Daltar situs Internet w\\ y bapcdal.go.id'
19 Jul,2000
www blo(hv.org: 17 Ju ll 2000. cbl pko cdu cnlblnll.vRegulatlonsifull_1C gslphiJippmeirirr hunl · 18 luli 2000 www clfor nrg: 18 lull 2000 www con clVullon.org. 20 lull 2000 . .... ww.lcbb.org 14 lull 2000. II ww kchllll l1rg, IS Jull 2000. www shaman com/Herbarium,hunt: 16 Juli 2000
W\\W
W ARTA BIOTEK
Taber 2. Kutipan peraturan pemerintah Filipina No. 96-20 . SEcrlON I BASIC
rm ICV
I I Section 2 Article XlI of the Philippine Constitution provides that wildlife, flora and fauna, among olbers, are owned by the State and the di5po,llion, de~d()pmenL and utilization thereof are under its full control and supervision , The policy of the State further provides that th · management, protecllon, ~ustamahlc development and/or use of biological and genetic resources shall be undertaken pnmanly to ensure the conservation of the same and that the usc oCthese resources must be consistent With tba1 princip le. I 2 Section 10 Article XIV uf the Philippine Con [Itution provides that the State shall support indigenous, appropriate, and self reliant scientific and technological capabilities, and their application to the country's productive systems and national hfe, I 3 The Preamble of the Una ted Nations Convc:ntion on Biological Diversity, of which the Phlhppines 15 a state-party, recognizes Ihe close and traditional dependence of man} mdlgeno\L\ and local communities embodying tmditlonallifestyles on biological resources, and the desirabi lity of sharing eqUitably benefits ariSing from the use of traditional knowledge, innovations and practices relevant to the conservation of biological diversity and the ~ustwnab\e use of its components SECTION 8. MINIMUM TERMS AND CONDmONS OF A RESEARCH AGREEMENT
8 I General TelTTls and Conditions of a Research Agreement. - Tho: following terms and conditions shall appl y to both tile Academic Research Agreement and Commercial Research Agreement. I) 2)
J)
4)
51 6) 7)
8)
9) 10)
II) 12)
13)
14)
The PnnclpaJ/(ollector shall ensUR: that anlllUlls collected from the wild and/or tnll1sported outside the country are free from any diSeases that can pose dangcr to the he:alth and safety of human and other liVing organisms; A complele: et of all voucher specimen collected shall be dcposilc:d with National Museum of the Philippines (NMP) or duly designated entity in the area, proVIded that holotypes. properly labeled and presClVeci, are retained at the NMP; A complete et of all living specimens collected, shall be: deposited in mutually agreed and duly designat.ed depositories, i.e, National Plant Ge:netic Resources I boratory (NPORI ) of the InStitute: of PIMt Breeding (IPS) for agriculture ~pecies; Ecosystems Research and Development Bureau (ERDB) for (orest speCies, and In the National Institute of Biotechnology and Applll:d Microbiology (NlBAM) for microorganisms; All FIlipino clti7.c:n.~ and any Philippine governmental entities s.haI! be: allowed complete access to specimens depOSIted at an international ly recognized ex-Situ depository or genehank, Provided that, access 10 these materials and documents shall be governed by lnternational Agreement conSIStent with the Convcmuon on Biological Diversity, the FAD International Undertaking on Plant Genetic Resources, and other international agreements to which tile Philippinc..~ is n party Ulcreor. Elrportatlon of DIalogical and genetic n:sources shall be subject to stnct qlUlrWltine procedures, eXIsting CITES rulcs and R:gulations on cxportation Wld other applicable rules and regulations; ExportllUon of varieties, lines ~tralnS, and planting materials for scienuIic or international gelTTlplasm exchange purpose shall be governed by the provision of Article 42, Section 5 of the lRR of thl: Seed Industry Development Act of 1992, Republic Act No. 7308. Transport of collected biological and genetic resources shall be subject to 8 transport or postal c1earancclpelTTlit secured from the concerned governmenl agency; A quarterly report of the collections mad~, indicating the kind and quantity of the biological andlor genetic materiaJ/R:sourcesispecimens collected, and semi-annual progress reports, including the ecological condition/state of the study areals and/or species and research results shall be submlrtcd 10 the IACBGR through its Technical Secretariat, Provided that, the concerned parties shalllBke all the necessary and reasonable sleps to ensure the confidentiality of mfolTTl8tion and relevant data mutually agreed to be regarded as such; All discoveries of commercial productls derived from Philippine biolOgical and genetic resources shall be made available to the Philippine government and local communiLlc concerned. The PrinCipal shall submit a list of Phllippme species thaI have already bl:CO collected, ullhzcd or are currently developmg, Including database and other infOlTTlalion. such as U,e year, art:.a uf collection anti ·ol1<:ctor. and shall also proVIde a list of private Wld government museums, hcrbaria zoos. breedmg limns and ranches and any other in,tituuon that have used or are cUl1\1nlly using Philippine species and their database and infolTTlauon lIS reqUired by the agency concerned · All Immediate, medwm and long term henefits resulting dirtlctly or indin:ctly from the bioprospecting activities conducted, shall be shared eqUitably and upon mutual eonsent among the Philippine government, commuOities concerned and principal; All bloprospecttng researches II1cludmg technological development of a product denved from the collected biological and/or genetIc re ources. by any foreign individual, entity , etc. shall be conducted in collaboration/cooperation With the Philippine scientists from the government agency concerned, Phlhpplne universities or academiC inslltutions and/or other agencies, whether government or non-government or m an affiliate capacity with a Principal which IS a duly-recognized Philippine University, academiC Institution, domestic governmental entity and/or Intergovernmental entity. All elrp nses to be Incurred for the purpose by the Philippine SCientists shall be borne by the Collector; In InstanCes where technology/its are developed from the conduct of Rc eareh on Philippine endemic species, the Principal shall make avrulable to the Phlhppine government, through II designated Philippine institution, the use of such teclmology, commercially and locally without paymg royalty to the Principal Provided, however, that where appropriate and applicable, other agreements may be negotiated by the panics. Provided, further, that 111 csse of gelTTlplasm exchange the technology shaJl be shared with the collaborating National Agricultural Research systems in linc with the mission statement of such center in accordance to the protocol under the International Law thereof; A separate ~cmcnt shall be made for the tmnsfa of royalty, benefits, teChnology and agreements , ProVided thaL, sllId benefit sharing agreement must eOSUR: that benefits and results received shall also accrue to the benefit of the Local Communities/lPsfPAs concerned and be allocated for conservation measures;
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
9
15) A bioprospecLing fee as detcrnl1ncd by the IACBGR shall be pwd by the Prmclpal upon approval of the Research Agreement. 16) TIle ownership of all bIOlogical and genetic resources shall remam with the stale. 17) Where the commercial (lr academiC collector IS merely an agent or merely collecting for anoti1er person or entity, the agreement between the collector and the principal must be reviewed by the IACBGR to ensure thilithe said ugr~ment doe.s nOI undermme the substantive r~ulfemems of EO 247; 8.2 Specific Terms and CondllloflS of a Commercial Research Agreement (CRA) . • Th lollowing specific terms and condilions shall apply to II CRA I) Only the kind and quantity of biological and genetic resources listed/specified In the CRA shalt be collected . Collection shall be made only in designau:d oliectlOn sites. Any changes In the quantity or collection area shall be made only upon written request of the collector and/or Principal subJcet to the appro alofth Secretary of the Agency/PAMB concerned; 2) In the event that a technology or a commercial product IS developed and marketed out of the biological andlor genetic resources/specimens collected m the Philippines. an quit} or remlltance, in Ille amount to be mutually agreed upon by the parties concerned, shal l be quitably shared With the Philippine government, or with the Integrated Protected Areas Fund (WAF) if the materials or resources come from the PAs or with the concerned IP, local community who gave the PIC IUld Wltll the indiVidual per£on who moddied such mlllenal or resource that carne from private property 3) The PrinCipal shall donate some of the: equlpmcrll used IR the condut:t of the re!.Carch to the Philippine government ageocy, IflStitutions or Univers ities concerned, 4) 1 he Principal shall submit a performance, compensation, ecological n:habililalion bond 10 be deposited IR favor of the government and the amount to be determined by the IACBGR 1M accordance With the e. tent and Scope of the proJect, S) The CRA shall be valid and eff'cclive for a period of three (3) years, and may be renewed by the concerned Agency, subject to review and recommendallon by the IACBGR A separate agrecment . hall be drawn betw~n the Pnndpa.1 and the Governmen t Agency concerned regarding payment of royalties 8.3 Specific Terms and Conditions of an AcademiC Research Agremlcnt (ARA) • The following specific terms and conditions shallllpply 10 an ARA: I) TIle ARA may be comprehensive in scope, and may cover. at the maximum, four ndnunlstrauve regions as may be projected; 2) Any scientist/researcher who is an atliliate of II duly-recognized university, acaclemlc Institution, domestic governmental and/or intergovernmental entity With a valid ARA with the concerned government agency, shall be allowed to undenake the research under the aegis of the said ARA subject to the acquis ition of II PIC Certificau: from the communitiesIPAMB concerned Provid d that III terms and conditions stipulated 10 the said ARA arc complied WillI by the aJljllated SClenllst or researcher: ProVided further, that the prinCipal hall duly inform the IACBGR of the research to be conducted by Its affillate/s; 3) The principal applying for an ARA mU5t include as part of its application a Code of Conduct to be prepared by the IACBGR whi ch shall govern ubsequcnl blOprospecLing activity to bl! undertnken by collectorls affiliated with II, 4) 11le principal with an eXisting ARA shall be bound to enforce the Code of Conduct n:ft:m:d 10 In Section 8.3.3. Failure to enforce said Code of Conduct shall merit cancellation of the ARA. S) Data or materials coliected under !Ill ARA ~hall be 1"01 me exclUSive use of the Parties thereof and shall not III any manner be tnmsferred to other commercia! groups or iflSUtulions unless the agreement IS reclnssltied as a CRA Provided, however, that the mstitutlons shaJl have 10 prescnt their data, in thesiS or open publicatJons; 6) In case Ille academIC research being condu~ted has potential commercial prospects, as determmed by IACBGR. a _RA shall be applied for by me Priocipal and dra",," between the partles concerned, 7) The ARA hall be valid for a perioo of five (5) }~ars and may be n:nc\\'ed upon review and recommendation by the IACDGR (Kutlpan dan : wwwcbi pku edu.cnlhlllas/RegulatJonsifuILrc:gsIphllipplllelplrr.hlml)
GRATIS BERLANGGANAN WARTA BIOTEK
SELAMA 2 TAHUN II
8agi penyombang artikel emi populer
Petunjuk penulisan dapat dilihat pada ampUl dalam
10
WAR A BIOTEK
ARTlKEL ASAM SIALAT (sia): PERANANNYA DALAM SUSU DAN APLIKASINYA
SEBAGAl BAHAN ADITIF UNTUK MAKANAN BAYI
Krishna Pumawan Candra l )
Fakultas Pertanian, Universitas Mulawarman
JJ.Pasir Balengkong, amarinda 75123
E-mail:
[email protected]
Riogkasan Asam sialat (sialic acid. sia) adalah molekul gula turunan dari asam neuraminat (neuraminic acid) yang biasa ditemukan sebagai gugus tenninal pada glikoprotein dan glikolipid disamping sebagai oligosakarida. Kandungan sia yang cukup tinggi dalam susu pad a awallaktasi (kolostrum) menunjukkan bahwa sia mempunyai peraoan yang sangat penting sebagai nutrisi bayi, hal ini juga tergambar dari konstannya sia pada gangliosida susu. Telah diakui bahwa sia mempunyai peranan penting dalam pertahanan tubuh dan pertumbuhan sel-sel otak, hal ini mendorong digunakannya substansi yang mengandung sia sebagai bahan aditif dalam makanan bayi ulltuk meningkatkan nilai Ilutrisinya. Kata kunci: asam oeurarninat, asam sialat. glikoprotein, gangliosida, oligosakarida, susu.
Peodabuluan Asaro ialat (sialic acid, sia) adalah molekul gula beratom C-9 yang merupakan turunan a sam neuraminat (neuraminic (1 cid). Kini telall dikenal ekitar 40 turunan asam neuramjnat, 2 turun an Iltamanya terjadi karena modi fikasi gugus pada atom C-5. Di namakan N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac. Gambar I) atau N-g/y coZy/neuraminic acid (Neu5Gc) hila gugus acetyl atau glycolyl terdapat pada atom C-5 tersebut (Schauer el aI, 1995). Sia terse bar di berbagai or ganisme seperti virus, bakteri, fu
ngi dan hewan tetapi tjdak pada golongan tumbub-tumbuhan. Sia tidak ditemukan dalam keadaan bebas di alam melainkan keba nyakan ditemukan sebagai mole kul terminal dengan ikatan 0:- pa da suatu glikoprotein atau gang liosida, di samping ditemukan pu la dalam bentuk oligosakarida (Corfield & Schauer 1982). Ke beradaannya yang sangat luas pa da berbagai organisme, jaringan dan kekuatan muatan negatifnya (pKa ~ 2) meyilinkan bahwa gula ini mempunyai peran di tingkat seluler. Fuogsi sia antara lain adalah: (I) berperan pada adhesi dan transpor komponen bermuat
an positif (melalui jembatan Ca2) dan pada penggumpalan atau efek sebaliknya dari sel misalnya pada sel darah putih, karen a muatan ne gatifnya yang kuat, (2) menentu kan konformasi spesifik dari suatu glikoprotein, (3) dapal dipakai se baga\ pendeteksi antigen untuk beberapa sistem mamalia dan bak teri, (4) merupakan ligan penting untuk beberapa peptida, hormon, toksin dan virus (5) tetapi seba liknya juga menghindari penge nalan suatu reseptor atau berfung si sebagai tameng (Schauer, 1985).
I Saat ini sedang mengambil program doktor pada Biochemisches Institut in der Medizinischen Fakultat der Christian-Albrechts Universitat zu Kjel. Kjel, Jerman.
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
11
O1engandung sia ( e bagui Neu5Ac) pada komponen glikoprotein seperti K-kasein dan laktoferin, dan glikolipld seperti monogangliosida 3 (GM3), disia logangliosida 3 (G03). serta 4 ganglioslda lain yang baru dikenal seperti GX I. GX2, GX3 Jan GX4 , di samping dalam benluk o ligo a karida seperti ct-2,3- ialillaktosa dan ct-2.6-sial illaktosa (Kawaka mi, 1997; Pan & Izumi, 2000) . Kandungan sia yang relatif tinggi pad a kolostrum (susu yang diper oJeh pada awal masa lakta i, ~I 415 mg/ml) dibandingkan de ngan susu yang diperoleh pada 7 bulan masa laktasi (:::::0.208 mg! 011) memberikan gambaran ten tang pentingnya ,sia ini sebagai nutris i untuk bayi karena pada masa tersebut susu adalah sumber nutrisi satu-satunya, leblll penting lagi karena kandungan sia dalam susu ibu ternyata jauh lebih Linggi dibandingkan dengan susu api (:::::0,186 mg!ml) (Carlson, 1985). Tulisan illl merupakan ulas an ingkat tenlang pentingnya substansi yang mengandung sia dalam nutrisi bayi untuk perta hanan tubuh dan pertumbuhan el sel otak, serta perkembangan tek nologi yang memanfaatkan subs tansi yang mengandung sia seba gai bahan aditif makanan bayi. USll
Kandungan ub tan i yang me ngandung sin dalam susu Oligosakarida dan gllkopro tein merupakan substansi yang mengandung . ia utama (Tabel I) dalam susu, sedangkan glikolipid
12
ttO~OH COOH HO
0 lIN /
OH
CICoCO
Asam neura1l1innt (N-acctyfneuramillic acid. Ncu5Ac) 0t1
HO~
011 OtIo D*l eooo;\:"'yu~o~o
_~;;:::o~ >tO~C"
He~
He UO!
0tI
"
Laktosa ~ Oti
_
CH,CXI
a-2,3-Siah1Iaktosa (Neu5Aca2-3GaIPl -401c) 011 OtIo ~CIi OOOH~u"'~ 0 o~ 0'01
OH
HO
~
HO
lIN
0tI
0
/
0i,00
011
I'
FWlly
lICIt!
0
~AAA"''''''''''
t_~ / VVVvvvv~
I
~
~
Spb,nlOllnc
~''''
GangtiosidB OM3 (Ncu5Aca2-3G&l.8I-4GIc:Pl - l'Ccramide)
Gambar I . Struktur kimia dari N-acetyl neuraminic acid, n2,3 sialillaktosa dan gangliosida GM3 (Kawakami. 1997).
hanya terdapat dalam persentase yang kecil (TabeI2). Kandungan .'jia dari oligosakarida mengalami penurunan se uai dengan lama waktu laktasi, hal !Oi disebabkan karena penurunan persentase dari ct-? ,6-sialillaktosa edangkan ct 2,3-sialillakto a relatif tetap (Ka wakami. 1997). Sebaliknya. kan dungan 'ia pada ganglio ida cen derung tetap_ Pada kenyataannya, terjadi fluktuasi yang saling aditif antara kon entrasi GM3 dan GD) dalam susu elama masa laktasi tersebut. Persentase GM3 mening kat sesuai dengan lama waktu 1ak tasi, sebaliknya GD3 menurun de ngan jumlah yang sama ehingga total sia dari ganglio ida dalam susu relatiftetap .
Fungsi biologis dari sia dalam su u Int't:ks i gastrointestmal sela lu dl~\\'ali olch adhesi (pcnempcl an) bakteri enteropatogen pada dinding usus. Adhesi ini terjadi karena re eptor yang biasanya ter dapat sebagai protein tem,inal dari fili bakteri menemukan ligan yang cocok pada dinding el usus. li gan tersebut kebanyakan merupa kan gugus terminal dari glikopro tein atau glikolipid yang terdapat pada membran sel. Infeksi ini da pat dicegah melalui inhibisi (penghambatan) adhesi bakteri tersebut pada membran sel dengan cara menambahkan substansi eksogen yang mempunyai kan dungan gugus karbohidrat (ligan) yang coeok dengan reseptor pada bakteri sehingga terjadi inhibisi kompeliti f lerhadap adhesi bakteri
W ARTA BIOTEK
Tabell.
Kandungan sia (Neu5Ac) dalam bentuk oligosakarida dan glikoprotein dalam susu ibu dan dalam produk susu lainnya (Carlson, 1985).
Waktu laktasi (minggu) 0-2 2-4 4-6 6-8 10-28 Susu sapi Susu sapi formula
01 igosakarida Neu5Ac (mglml) 1,138 0,706 0,348 0,258 0,135 0,014 0,072
Glikoprotein Neu5Ac (mglml) 0,267 0,192 0.133 0,116 0,073 0,)46 0,067
0,014
0,056
Baktm T
L.·
Virus
~
Adhesi dari bakteri, toxin dan vinu pad II m~mbr.ul ,el
(60/40 wheylkasein)
Susu sap I formula (18/82 wheyllulsein)
°
Susu kedelai
°
Tabel 2. Gangliosida di dalam susu ibu dan sapi (Pan & Izumi, 2000). Susu ibu Pasea kolostrum Kolostrum (2-6 hari) (7-46 hari) 30,69 26,38 9,51 9,07
Protein (mglml) Total asam sialat") (Ilg/ml) GM3 (%) 3,28 48,99 GDJ (%) GXl (%) 20,70 GX2 (%) 4,87 13,59 GX3 + GX4 (%) GMJ/GD3 (%) 0,07 -) Total sia terikat pad a lipid
pada dinding usus. Proses inhibisi kompetitif terhadap adhc i bakte ri, toksin atau virus oleh substansi yang mengandung sia dapal dllt hat pada Gambar 2. Penambahan substan i yang mengandung sia seperti mono ganglio ida I (GMI) dihtahlli da pal mcnghambat adhesi toksin ko lera yang diproduksi oleh Vihrio
27,72 31.82 20.24 3,79 9,48 1,13
Susu sapl
29,86 3,98 2,75 61,03 7,50 16,65 0,00 0,04
cholera. Toksin kolera terdiri dari satu subunit A dan lima subunit B; subunit A bertanggung jawab mengaktifkan cnzim adellylale eve/use t..Ialam sel schingga mc nyebabkan diare sedangkan sub unit B bertanggllngjawab melaku kan adhesi pada dtnding sel mela lui adhesi pada ol1gosakarida sel memhran. GM 1 merupakan ligan
VOL. 14 NO. J SEPTEMBER 2000
Gambar 2. Inhibisi dari adhesi
bakteri, lolcsin dan virus pada membran sel oleh ubsrans Ne1l5Ac (Kawakami, 1997)
dart subunit B, ehingga adanya G M 1 ek ogen dapat menghambat adhesi antara toksin dan dinding sci usus dan elanjutnya toksin tersebut dapat keluar dari tubuh (Idota el ai, 1995). Efek inhibisi yang sarna juga terjadi bila sia lillaktose eksogen, K-kasein dan laktoferin. substansi yang me ngandung sia dari oligosakarida dan glikoprotem susu ditambah kan (Kawakami, 1997). GM 1 dan GM3 dapat meng ham bat adhesi Escherichia coli pada dinding sel usus masing-ma sing sekitar 20 dan 31,4 % (ldota & Kawakami, 1995) Di samping itu, komponen susu yang lain se perti kasein dan sialillaktosa dike lahui dapat memacu pertumbuhan flora bal-.ten asam laktat dalam uus sehingga memungkinkan ter hambatnya pertumbuhan bakteri berbahaya seperti galur patogen dari E. coli. Neu5Ac bebas juga
J3
diketahui memberikan pengaruh yang sarna (Kawakami, 1997).
Fungsi penting minnya MamaJia diketahui dapat mensintesis sia darj gula sederha na tetapi kemampuan tersebut be lum terekspresi pada masa neona tal. Malnutrisi pada masa neona tal, yang merupakan masa pertum buhan sel-sel otak paling aktif melalui akumulas i gangliosida, mengakibatkan berkurangnya konsentrasi gangJiosida otak yang dapaL diketahui dengan mengukur kandungan sia. Hal ini dapat mengakibalkan kelemahan ke mampuan beJajar individu (Carl son, 1985). Untuk menghindari gejaJa tersebut maka ketersediaan nutrisi dengan kandungan sia yang tinggi seperti yang tersedia pad a susu ibu adalah hal yang direkomendasikan agar pertum buhan bayi pada saat neonatal dapal berjalan dengan normal. Pemberian infus gangliosida seea ra kontinyu pada penderita Al zheimer stadium awal diketahui dapat mengbarnbat penyakit ter sebut (Kawakami, J 997). Kalau kondisi alami dia sumsikan sebagai kondisi optimal untuk pertumbuhao maka disaran kan agar jumlah dan komposisi substansi dalam makanan bayi harus sesuai dengan jumlah dan
14
kompo isi substansi dalam usu ibu. Hal ini dapat dilakukan me lalui fortifi"as i (pengkayaan) substansi yang mengandung sia bai" dalam bentuk oligosakarida, glikoprotell1 ataupun glikolipid dalam makanan bayi untuk me ningkatkan nilai nutrisinya. Saat ini teknik isola i substansi yang mengandung sia dari susu apl te lah berkembang dengan baik dan makanan bayi dalam bentuk susu bubuk dengan fortifikasi sialil laktosa dan gangliosida telah di produksi oleh Snow Btand Milk Product Co, Ltd. Jepang.
Penutup Kandungan sia yang tinggi dalam susu ibu (1,415 mg/ml pad a awal masa laktasi dan 0,208 mg/ ml setelah 7 bulan masa laktasi) dibanding kandungannya dalam susu sapi (0,086 mg/mt) memberi kan gambaran pentingnya molekul ini sebagai nutrisi bayi. Penelitian sekitar asam sialat selama dua de kade ini membuka pengetahuan kita bahwa substansi yang me ngandung sia dalam susu meme gang peranan penting untuk per kembangan sel-sel otak bagi neo natal di samping berfungsi memi nimalkan infeksi virus dan bakteri yang memerlukan sia sebagai li gan untuk dapat melakukan adhesi pada sel-sel tubuh. Kenyataan ini
membuat industri farmasi teruta rna indu tri makanan bayi mulai memanfaatkan sub tansi yang me ngandung sia seperti sialillaktosa dan gangLiosida ebagai bahan fortifikasi untuk meningkatkan nilai nutrisi dari makanan bayi produksinya.
Daftar pustaka Carlson E. 1985. N-acctylneurummic acid concenlralion m human milk ollgo saccharides and glycoprotems during lactation. American Journal of Clinical NutntJon 4 720-726. Corfield, A.P & R Schauer. 1982. Occumnce of siahc acids. Oalam. R Schauer (Ed.), Sialic-Acids Chemistry, Metabolism and FunclIOn Cell Biology Monograph VoI.IO. Wlen. Springer. hal . 5-50. Idota. T. & H. Kawakami . 1995. Inhibitory effects of milk gangliosldes on !he adhesion of Escherichia coli to human intestinal carcinoma c.:lIs BiOSCience, Biotechnology and Biochemistry S9 (I): 69-72. Idota, T, Ii Kawakami , Y Murakami & M ugawara. 1995. Inhibition of cholera toxin by human milk fraction and syaltllactosc:. Biosclcnce. Biotechnol gy and Biochemislry 59 (3) ' 417-419. Kawakami. II. 1991 Biological significance of Sialic IIcld-contBtntng substance 10 milk and their applicalJon Recent Research Devel pmenl in Agricultural & Biologi cal ChcmislI) 193-201 Pan. X.L. & 1 Izumi . 2000. VarlatJon of the ganglioside composil\Qn of human milk, cow's milk and 10 fan t formulas. Early Human Development 51 25-3 I Schauer. R. 1985. Sialic acids and !heir role as hiologlcal masks Trends III Bloehcmlcal Sciences 10 (9). 357-360 chauer, R.. S Keirn, G Reuter, P RoggenlJn & L. Shaw 1995. BiochemiStry and role 01 sialic aCids. DaJum: A RosenbeIg (Ed .), Biology of Sialic Acids. Plenum Pn:ss, New York, hal 1·67.
WARTA BIOTEK
ARTIKEL
GREEN FLUORE!)'CENT PROTEIN (GFP) DAN AEQUORIN :
SUA TU TEROBOSAN BARU SEBAGAJ MOLEKUL PENANDA DALAM
BIOLOGl MOLEKULER
Asrul Muhamad Fuad
Puslitbang Biot knologi - LIPI
E-mail: asrulfiJad(q}hotm:ul.com
Ringkasan CJak eDNA dari aequorin dan green .flllorecent protein (GFP) berhasil diisolasi dan diklon, yaitu molekul bioluminescn dan hidromedusa Aequorea victoria, kedua molekul iru telah membuka suatu terobosan baru dan rc\olusioncr dalam bldang biologl molckuler Aeqllorm dan GFP tclah banyak digunakan sebagai molekul penanda ) ang s::tllgal efeJ..1lf dan berbagal tcknjk deteksi tluorcsen telah pula banyak dikembangkan. Tulisan ini merupakan kibs balJk Lcrhadap struktur kimia. fungsi. tcknik serta eksploitasi yang telah dilakukan tcrhadap kedua molekul blolumrncsen ini, terutama pemallfaatannya dalam mengamati homeostatis Jon Ca2+ pada sel secara in vivo . Kat::!
kW1CI
Aeqllona victoria. aeqllorin. FRET GFP , penanda molekuler
PCIIJabuluan Tidak pcmah ada orang me Il\angka sebelumnya bahwa hewan laut ludromcdusa ang memilikj
llama
latm Aeqllorea victoria.
\ (lim scjcnls ubur-ubur. akan sa ngat mengilhami para peneliti un luk menggunakan slfat fluoresen n~ a d:uam pekcrJaaD biologi mole "lIler Y(1Dg scmaJ...in canggih dewa sa mi . Hewan laut tersebut hidup paJa kegelapan dan kedalaman ta uL. He\\'an lerscbut mampu me nlaJlcarkan caJlaya seperti bebera pa ht.:wan laut lamnya yang hidup dl chlam kegelapan laut ataupun s\.!pcrti kunang-lrunang yang me mancarkan cahaya pendar di ma lam han . CaJlaya hijau fluoresen pada A. vic/oria ternyata berasal
OL. 14
0 . 3 SEPTEMBER 2000
dan suatu protem spcslftk yang bersifat autokatalitik dan man1pu memancarkan cahaya dalam kege lapan. Protein tersebut dlkenal se bagai ~reetl /lltoreSCenl protein (GFP) sesuai dcngan kemampuan nyu yang dapat mCIfu'Ulcarkan ca haya hlJau fluorcsen. Ada dua jen.is protein yang tcrlibat cli d:uam sistem biolumi nesen pada A. victoria. yaitu ae qlwrin dan green fluorescent pro (em (GFP), Kedua jerus protein tersebut saling berinteraksi melalui tra.nsfcr energl unluk memancar kan eahaya Banyak pellelilian te 1ah ddakukan terhadap protein ter sebut. Aequorin yang merupakan suatu fotoprotein diketahui mampu memancarkan cahaya karena mengikat ion kalsium (Ca~-) Pro
tein iill pertama kali ditemukan oleh Shimomura pada tahun 1962 (Shimomura et al.. 1962). Isolasi dan klon.ing terhadap eDNA ae quorm telah dilakukan sejak tahun 1985 (Inouye et al.. 1985; Prasher el af • 1985). Sementara itu. pene lilian tcrhadap GFP juga sudah dilakukan sejak tahun 1971 oleh Morin dan Hastings (Monn & Hastings. 1971(a.,b» , Walaupun demikian kemajuan yang pesat terhadap GFP baru dimulai pada tahun 1994 ketika Cbalfie et at. berhasil mengisolasi dan mengklon gen GFP terse but (Chalfit: ef aJ.. 1994). Kedua jenis protein yang telah berhasil diklon tersebut ba nyak digunakan dalam aplikasi bioteknologi, TuJjsan ini mengulas bagaimana mekanisme keIja kedua
15
J~l1IS
protein tersebut dan kcun rungan yang dapat dimanfaatkan untuk penelilian molekuler, teruta rna investigasl terhadap sinyal kal sium di dalam organel sci rudup dan sebagai molekul penanda di dabm sci Bagaimana Aequorea rncmancnrkan cahaya ?
en~rginya
s;:;Jl1l1la, dia memancar kan caha!a hijau (Ganlbar I) Aequolin
+ca2+
Ca3 -Apo- ae quorin coele n1e ramide'"
J';ctoria
16
---\'1
+GFP~ In vIVO
DI dalam sci A. victoria. kl!dua jenis molckul biolwninescn, aeqllorm dan GFP mcmbl!ntuk su ntu sistem 'ang unik. Selain se bagaJ suatu fotoprotein pcngikat Ca2- (calcium binding protem), (/Ij'll,/Onn juga mengikat mol kul cot:lenterazin )'aJlg berperan seba gal tluorofor (sebagai substrat) dan membentuk apoaequonn . Adall. a Ca 2+ di daJafll sel akan membuat aequorin mengikat ion terscbut serta memicu oksidasi co elt:ntcrazm menjadi cocl ntcramld. Alibatnya terJadi panCafaJl cahaya bim (Gambar I) Molckul kom pkks illl kadang discbul scbagal bllll' thwrescem protem (BFP). IClapi cahaya yang dipancarkan okh A . victoria adalah hiJau ke biruan . Hal 1I1i discbabkan okh <.:ah:l\ a vang dipancarkan molekul IOlOprorcin lainn~ a ;aitu GFP. (I FP bcrcaJ1aya karena mCnerLnl(l transter cncrgi berupa cahaya blfll yang bcrasal dari komplck BFP ncrgi tcr cbut mengakibatkan fluorofor dari GFP tcrcksitasl ~a ~" (j FP (crscbut h:mbali kc tmgkat
l
Greenlighl ~~·~9m
in vlfro
Bluehghi ~~=~9~
Gumbar l. Mekanismc blO\uminesen pad a .·1 I'icrorlll {Kendall & Badminton. 1998).
Karakteristik Aeqllorj" dan GFP
Aequorin tersebar pada ba ginn yang mcnyerupai payung dari hidromedllsa A. vlctona . Protein komplek ini tersUSUl1 atn scbuah apoprotl!lIl (dik~nal cbag~1I apo aequoI'm: I ~9 rcsidu asam am1l1o: 22 kDa) dan st:buah molekul luci fenn (di unal scbngai cockntcra zin: 423 Da) Codcntcr:tzln lIli adalah slIaw molekul inlldazopl ra zin Ae(jlUlrJn mcmdiki tiga situs pcngikat Ca' . Pada saat kctiga SItus tcrsebul IllClIglkat Ca~ . maka aequoI'm mcngalami perubahan konfomlasi dan I11cnJadi suatu oksigcnasc ~ ang mampu l11engok sidasi coclcntcrazll1 Illcnpdi co cknt"ramid CodcnLt.:r:tzlIl dikon \'crsi Illcllpdi scny~l\\:\ antarJ. di ,ctanon ~ :tng o.; angat tidal.. ~Labd,
yaJlg kemudian akaJl melepaskan molekul CO 2 wltuk membentuk amon fenolat berupa coclcnte rarrud (GaJ1lbar 2), Coelenteramid . "ang tetap terikat pada protein secara non-kovaJen inilah yang ke mudiaJl memancarkan caJlaya bini (A."...,,=-470 nm) Reaksi ini mcng hastlkan medan k'llantum s besar 0,15-0,20 . Karena cahaya dan ae qllorin saJlgat sensitif terhadap kcberadaan Ca~· . maka SIS!l:11l aeqllorin ini sangat efektif UJltuk mendeteksi dan menentukan kon sentrasl Cal di dalaJ1l sl!! secara non-destruktif. Walaupun demJkl an, ada masalah yang harus diata i _aitu emisi calla a dari aeqllvnn harus dikalibrasi terlebih dahu lu terhadap kisaran rCa~ J (efekttf antam 100 nM - 10 11M) . Coelenterazin mengaJami modifikasi kimia selama reaksi pemancaran cahaya . Karena Itu aeqllorrn aktif harus diregcnera-i untuk iklus berikutnya Cl~' ha rus dlsingkirkan dari protcm dan coclcnterazin yang baru dlbcrtkan kc dalam sistem Wala.upltll 1Ilt: kanisme yang terja.di pada A victoria bclum jelas, ((PO Ie'll/orin dapat dengan mudah dlaktivasl secara in vitro dengan penam bahaJl ion Cal' dan coelenterazm bcserta senyawa pcrtXIuksl dan oksigen.
WARTA BIO _K
Cahaya hijau kebiruan pa da A victoria dtsebabkan oleh GFP yang mendapat energl dari -istcm BFP aequ.orin . Proses transfer energi terse but berlang sung aat senyawa kompleks Ca 2 ! apoaequonn~oelenterazine tu run dan tingkat energi tinggt (keadaan tl!reksitasi) ke tingkat encrgi asal nya Energi yang dlpancarkan oleh aequorin lUi dltangkap oleh OFP dan mengakibatkan molekul ter sebut tereksitasi. Selanjutnya OFP memancarkan cahaya hlJau fluo resen (A.u.x =508 om) (Oambar 1). GFP adalah protein yang merniliki struktu r tersier yang sangat unik, yaitu menyerupai se buah lentera berbentuk silinder dengan gugus fluorofor sebagai swnL ' r cahaya berada tepat di tengah sllinder (Gambar 3). OFP memtliki 238 residu asam amino yang tersusun dalam 11 untai lem
10
I
Goe lenterazine
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
.
"
I
8
Coelenteramide
Gambar 2. Struktur primer. apo-aequorin dengan 3 situs pengikat Ca2+
(I. II. nI) (Kendall & Badminton. 1998).
tal, 1995). Karena OFP memilikl sifat yang independen terhadap substrat dan kofaktor, maka mole kul mi menjacti sangat potensial digunakan untuk pengamatan pro ses biologis . untuk Selain digunakan H mendeteksi perubahan [ea ] di dalam sel seperti halnya aequonn. GFP juga digunakan sebagai pe nanda ekspresi gen sampai pada dinamika dan interaksi protein di dalam sel.
bar-j3 yang membentuk struktur si IInder dan sebuah untai beptapep tida heliks-a. terletak cti tengah stllllder. yang membentuk pusat fluorofor dari OFP. Fluorofor ter scbut terbentuk dan proses silill sa i dan oksidasi tiga residu asam :11111110. yaitu serin-dehidrotirosin gl~cin. pada posisi 65-67 (Cody et al. 1993) Ketiga residu asam amino yang menjadi pusat fluo rotor 111J memlliki panjang gelom bang eksitasl maksimum pada 395 dan 475 om serta panJang gelom bang emlSI maksimum pada 509 nm MoleJ...'lI1 ini memiliki medan kuantum sebesar 0,72-0,85 (Cubitt
r
Gambar ] . SIOlklur tersier GFP yang lerdiri alas 11 lembar-p dan sebunh hcliks-a. yang mengnndulIg tlUOT')for (Man ning. 1997).
Aplikasi molekul bioluminesen A. victoria pada bioteknologi modern
Aequorin dan GFP me miliki potensi yang besar untuk dikembangkan sebagai alat bantu
17
daJam penelttian bioteknologl mo dem Alasan utama dati peng gunaan molekul iru adalah karena sifalnya yang sangat sensitif dan spesifik. mudab mendeteksmya dan tidak beracun terhadap sel
Ap/ikasi Aequorin Telah diketahui bahwa ba nyak kegiatan di dalam sel yang
diatur olel mekanisme yang sangat spc Itik . Salah satu contoh adaJah beberapa fungsi seluler yang di arur oleh perubahan [Ca2l di dalam sel sebagai reaksl terhadap beberapa rangsangan ekstraseluler Regulasi oleh sinyal Ca2.. meliputi penyimpanan Ca2+ di daJam orga nel sel, pengaktifan stunuJus dan regulasi arus masuk Ca2+ dari luar sel. Aequonn digunakan pertama kaJl untuk meneliti homeostatis Ca~- mtraseluJer pada sel-sel otot dan kerang besar (Giant barna 'Ie) . Protein tersebut dimasukkan ke dalam sel dengan cara mikro injuksi . Cara sepertl ini juga w gunakan terhadap sel-sel yang kblh keeil seperti oocyles, myo L:l'II!S dan hepalocyles. TUJuan uta rna dan penelilJan tersebut adalah pcngembangan suatu tckruk ang tidak merusak sel, ramah dan mudah digunakan untuk mcnga mati kCJadjan-kejawan w dalam suaru sel hidup atau organisme (KendaU & Badminton., 1998). Ke berhasilan mclakukan klorung dan gen aequorrn telah mengubah tek nak mikroinjeksi ini . Teknik yang kemudian dikembangkan adaJah
IX
transfOnllasi genctik bakteri. kha mir. sel-sel tanaman dan hewan dcngan gen yang menyandi apo aeq(lorin. ebuah eDNA penyandi apo-aequorin yang lelah dlekspre sikan pada K coli diketahui ber· fungsi aktif saat ekslrak dan "-. coli ter ebut dlkombinaslkan de ngan codenterazin. Karena coelen terazin dapat dengan mudah menembus membran. maka teknik ini dapat memudahkan aktivasi protem rekombinaJ1 sccara Tn Situ . Penelitian pertama mengc;:nm pc;:ng ukuran konsentrasi Ca1 - sitosol dilakukan dengan aequorin re kombinan dari stimulus seperti angin (pada tananlaD). comple ment attack (pada bakteri) dan matinK pheromone (pada kba mir). Pada penehtIaD ini telah dikembangkan tekruk Imagmg /rghl signals dan teknik kahbrasi terhadap smyal Ca~ sitosol pada organisme transgeruk yang meng eksprcsikan aequorin rekombinan pada jenis sel 'ang spesifik. Hal . ang paling menarik da ri tclouk klonmg eDNA apoae quorm 1m adalah pengembangan melode untllk pcngukuran [Ca-I pada lokasi subseluler rertentu seperti pada lumen dan organel ang berbeda Tujuan iru dapat dicapal dengan eara melakukan fuSI protelll apo-aequonn dengan sekuen target mrrumal dan protein spesifik "ang terdapat pada or ganel target tersebut. Protem fuSI (ehunera) ap()-acquorin dan sd.-u en target ctibuat melalul teknik kloning ya.1Ig umum . Dibandingkan
dengan metode altematif ·cpt:rti penggunaan molekul warna peng ketat Ca2+ (Ca2< -chelator dye), maIm transformasl pada SItus spe sifik memiliki bebempa kelebihan 1 seperti dapat menunjukkan lCa I pada bagian atau organ I sel tl.:r tentu dan lebili stab II dibandIng kan Ca2+-che [alor dye. Penelitian pertama menge
nai homeostasis Ca 1+ organel yang sukses dengan menggunakan pro tein chimera aeqllorm rdah dIla kukan pada mitokondria. Peru bah an [Cal) di dalaIll mti sel berbeda dengan yang terjadi pada Silosol (Kendall & Badminton, 1998) De ngan teknik penempatan aeqllorin pada situs spesifik 1m wketahui bahwa daerah yang dekat dengan plasma membran menuJikl l Cal 1 yang jauh lebih besar daripada ang terdapat di tempat law da lam sitosol. Walaupun ada kemudahan )ang ditawarkan oleh c:h"nerl.l aequorin iru, tetapi ada juga masaJah yang tidak mudab unluk watas!. Masalah yang muncul dari p nggunaan sistem iru adalah kesulitan pengukuran ICa2 I pada Retlkulum Endoplasmjk (RE) Ca2 pada RE mengontro) sed~ret fungsi termasuk biosin-lesis pro tein dan arus masuk Ca2 m~Lalui membran plasma scrta penycdIaan Ca·- yang mudab tennobilisasl. Beberapa strategi telah digunakan untuk memanfaatkan aequorm rekomblOan sebagal penanda Cal- pada RE. Penambahan s~kuen tetra-peptida-KDEL pada ujung
WARTA BIOThK
(-tenrunal aequonn dapat mem b:llItu penempatan protein chi mt:ra tersebut pada RE. tetapl mcnga}obatkan emisl cahaya ang 2 bebas terhadap rCa ] dan kaljbra 5J dari sin, al cahaya tersebut ter ganggu. Beberapa cam lain telah dJgunakan, tetapl aequorm dinilal 2 ~erlaJu sensitifterhadap Ca - untuk
Tabel 1. Strategi yang digunakan untuk menempatkan aequorin pada bagian atau organel sel tertentu (Kendall & Badminton,
1998). Organel Rei Sitosol
Mitokondria
HcLa
1
2
[Ca pad a RE, walaupun sudah digunakan mutan aequonn yang memlliJu Kd 20 kah Icbili rendah daripada jenis pengukuran
asalnya. Sementara itu sederet mo lekul analog coelenterazin teLah dlsintcsis dan dipergunakan untuk menghasilkan aequorin semis in (t:t1k yang memiliki eousl cahaya dan sensitifitas terhadap Ca2+ yang berbeda. WaJaupun demikian mo I\;.I.-ul ini hanya mempunyaJ apli kasl yang sangat terbatas karena molekulnya yang kurang stabil dan mt::datl kuantumnya I~bih rendah daripada molekul aslinya Bebera pa aplikasl protein fusi (chimera) (/equorin dapat dilihat pada Tabel I
Aplikasi G FP
Nuldeus
Retikulwn £ndoplasmik
Catatan
Strategi
Jenis Sel HeLa
Ctumera luciferase
Sekuen leader cytochrom-c oxidase. suburut vm
Perungkatan ukuran mencegah difusi ke dalam nukJeus [Ca2+] pada mitokondria meningkat dibanding pads silosol
CHO
Sekuen leader cytochrom-c oxidase, subunit vm
Ekspresi tinggi dengan injeksi nuldeus sel tunggaI
HeLa
Sebagian sekuen reseptor glutocorbcoid
SinyaI Ca z+ sitosol dan
HeLa
Chimem nucleoplasmin
SinyaI Ca z+ sitosolik
HeLa
Fusi dengan inyaI motif N-tenninal calreticulin dan C tenrunaI KDEL
Perlciraan [Ca 1 RE
HEK-293
Chimera MHC-Il
Mikrodomain sensitif
nukleus identik dan nukleus berbeda, tergantung kepada asaI Ca.2+ 2
IP3
Afinitas Ca2+ rendah
HeLa
Chimera utas besar irmmoglobin
HeLa
Chimera utas besa.r Imunog!obin
Cardiac myotubes
Chimera caJsequeslrin
Goigi
HEK-293
Chimera galactosyltransferase
Tidak ada estimasi [Ca2j
Membran Plasma
Xenopus o<>cytes
Ctumera reseptor 5
Tidak: ada estimasi
Ar57
Chunera SNAP-2S
COS7
Clumera connexm
Retilrulum Sarkoplas
aequon'n terukur Afinitas Ca lT rendah semisintelik ,,-aequonn terukur Afmitas Ca2+ rendah
aequori" terukur
mik
Dengan teknik mutagenesIs situs speslfik terhadap GFP-liar [elal1 dihaslilcan sederet GFP muran yang masing-masrng me miliki karakter berbeda. Muta gt::nt:sis terutama dilakukan ter hadap sekuen heptapeptida dari fluorofor GFP untuk menghasiJ kan intcnsltas sinaT emisi yang tlOggl serta mcndapatkan berba-
VOL. 14
0.3 SEPTEMBER 2000
I-ITIA
1
lCa 1 Lokalisasi [Ca 21 tinggi di bawah membran plasma Lokalisasi [Ca l +] tinggi di bawah membran plasma
19
gal variasi wama alcibat beru bahnya panjang gclombang sinar emjsi, bail< varian yang bergeser ke arab merah (red-shifted) mau pun ke arah biru (blue-shifted) . DiJJltara OFP-mutan yang sangat potensiaJ digunakan adalah S65T, yang berarti babwa asam ammo serin pada posisi 65 telah diganti dcnga.n tirosLn. Mutan S65T bercabaya 6 kali lebib terang dan It:bi.h stabiJ dari pada bentuk harnya. sedangkan mutasi ganda P64US65T mampu memancarkan cahaya 35 kali lebih terang dari pada molekul asJinya. Selain itu, murasi tersebutjuga mengubah ka rakteristik spektrum eksitasi (Ta bel 2) . Dcngan adanya berbagai GFP-mutan serta modifikasi terha dap kodon-kodon asam amino membuat OFP sangat berpotensi digunakan sebagai reporter atau penanda. ideal dari ekspresi gen dan dinanuka protein baik pada orga.llisme multiseluler maupun pada tingkal subseluler. Ada bcberapa keuntungan dari OFP sebagai gen reporter. Bcrbcda dengan aequorin atau gen reporter lainnya seperti !uei/erase ,
j3-gaIClCluS"ldaJe, chloramphenicol acetyftransforase (CAT) maupun /J-glucoronidase (GUS yang me merlukan substrat untuk mengak tltkannya, GFP sarna sekali tidak memerlukan substrat tambahan. Slam itu OfP juga memiliki ukuran ynng relatif kecil (27 kDa) st:!hingga mudah difusi dengan protein lain dan sangat stabil di daJam kebanyakan sel inang_ Pada
20
Tabel 2_ Karakteristik spektra d:lri GFP-liar dan bebcrapa yanan OFP-mutan (Kendall & Badminton. 199R). Vanan GFP
OFP-liar
MULalil
A. ekSILaSI
A. t:misi
(lUll)
(llIJ))
lillensi lits fluoresell relatif
395
5111
I
'''IF-,..;;_Y_n_v_6~Q
4li'/
51 1
4-6
479 48!!
5117
n/a
507
r
04F-T-Y-G-V_o"{J b
490
509
nJa
o.lM_G- y ..,0 -V-o"L
3112 ]81
4.... 8
nlu nla
~F-S-H-G- V_O'lQ
470 Varian Retl /Iifted
MUlan S65T Mutan 565C Ell/lanced
OFP acd-shifted Varian Blue s/riftet! Blue-shifted Blue-shifted
445
64F-S-H-G-V-·~Q
.,.
Y145F
BFP5 Enhanced
!IS
4-n
380
4--10
!
BJIlt'-sh,(tcd
Varian Lain EIIJrallcl!d
Y145F 433
475
nla
-01
( 'vall
Enhanced
M-S-B-G-l-""'Q <>4L-T-H-G-V-',9Q +
502
512
Yellow
114L-T_W_O_V_&9Q
+ NI~6l M153T.
nJa
Vt63A, N212L
I>4F-G-W-G-V- b\ ) + S71A TItl3Y
bcberapa tabun terakhir iill. OFP telah banyak digunaka.o sebagai protem penanda (Jaggmg) untuk melacak "cell lineage' (Zemicka Ooetz et aI., 1996), scbagai pe nanda untu memoll.itor lokalisasi protein di dalam sel (Cubitt el al.. 1995; Monosov et al. . 1996) dan interaksi antar protein secara in vivo (Delagrave et al... I<)95). dan sebagal sensor pada proSI!S fer mentasi (Randers-Eichom e( af.
Mutasi yang djlakukan pada fluorofor OFP Lelah menghasilkan OFP-mutan ynng memiliki spektr eksitasi dan emisi ang berbeda dan molekul liamya . Beberapa OFP-mutan mcmiliki vanan yang dikenal scbagai GFP-biru. -merah. -cyan atau -kulling 'csllai dengan panjang gelombang cal1aya ~ ang djpancarkrumya . Transfer energl antara aeqllorm dan GFP pada A . victoria teIjadi karena slIperposisi
1997).
(overlapping) antara spektra emisi aequorin dengan spektra eksitasl
WARTA BlOTEK
GFP. Dengan adanya GFP-mutan ~ ang memiJikl pektra emisi dan t.!ksltasl yang tumpang tmdili. ma ka tcknik transfer energl seperti lang teJjadi pada A. vIctoria dapat dlmungkmkan. ycutu transfer energi-resonansl-fluoresen (jlltore
,·cence resonance energy
lran.~rer
FREn.
atau dikenaJ sebagai T ekruk FRET ini dapat digunakan untuk memOlutor mteraksl antar protem. Sebagai contoh adalah GFP-mutan Y66H (blue-sh{/led) difusl dengan S65C (red-shifted) dan se"'LJen penghubung (linker) berupa oligopeptida yang memuat SItus pemotongan protease. Ek sitasi dari protein chunera ter ebur pada 368 om menghasilkan smar illlusi pada 510 om. Bila protein chimera tersebut dipotoog dengan tripsin maka telJadi pe rubahan dengan perungkatan emisi mar biru dan penurunan emisi si nar rujau . Hal ini menunjukkan bahwa kedua varian GFP tersebut sudah bdak berdampingan satu de ngan lainnya lagi untuk tcJjadinya FRET 5[rategi yang sarna juga digunakan dengan analiSIS FRET adalah protein chimera antara GFP-biru (BGFP) dan GFP-merah (RGFP) yang dihubungkan dengan potongan p01ipeptida ang rnemuat domam pengikat calmodulin (CaM, protein pengikat Ca~+) (Romosser et al., 1997). Sepcrtl aeqllorin. protein chimera ini di maksudkan juga untuk mempelaja 1 rJ dlDamika [Ca <] di dalam sel. aat protein 1m dieksitasi pada 3RU run, protein ini akan me
VOL. 14 NO . 3 SEPTEMBER 2000
si fluoresen yang disebabkan o)eh melekatnya calmodulin yang teci.k tivasi, yaitu yang telah mengikat Ca2+, pada protein chimera terse but. Tekoologi FRET dengan mengguoakan GFP kernudtan d ngan pesat dikembangkan leblh lanJut. Saat in.i juga sudah dikon struksi generasi baru indikator tluoresen berbasis GFP yang dikc nal sebagai 'cameleons ' (bunglon). yang disebabkan oleh protein chi mera tersebut dapat berubah-ubah warna menurut lingkungannya seperti bunglon. Protein indikator ini memiliki konsep dasar yang sedikit berbeda dengan yang telah dijeJaskan di alas . Peningkatan
mancarkan cahaya emisi maksm13l pada 510 nm . Sedangkan bila sua tu molekul calmodulin teraktivasi ([Ca 2+k aM) terikat kepada pep tlda penghubung tersebut, maka kedua molekul GFP tersebut men jadi terpisab agak jauh satu de ngan lainn. a . Dengan analislS FRET dapat dJaman terjadmya pe nurunan emisi pada 510 run, tetapi sebalikoya terJadi peningkatan emisi pada 440 run (Gambar 4) Teknik FRET mengguna kan proses yang non-destruktif, brena itu emisi foton clapat ber langsung selama dtinginkan . Per ubahan [Ca2l sitosotik, pada kon sentrasi antara 50 oM-I J.1M, da pat diikuti melalui perubahan emi a
380 nm
510 nm
"\.
?'
[I!O + - b
370 nm 440nm
380 nm
·
[LJJ
440 nm 480nm
370 nm 440 nm
LklJ
BGFP or CGFP
o
RGFP, EGFP or YGFP
510nm 535nm
f1so;?'
"\.;:1'
L1
440nm
"\.;:1'
~CaM /
CaM-binding site
Gambar 4 . Oustrasi dari teknik FRET yang digunaJrnn dengan indikator fluoresen berbasis GFP (a) Chimera GFP-biru (BGFP) dan GFP-merah (RGFP) yang dihubungkan dengan selruen peptida pengikat calmodulin (CaM). (b) Chimera 'cameleoo' anlara dua vanan GFP yang dihubungkan dengan CaM dan peptida pengikat CaM (Kendall & Badminton, 1998).
21
I a:'. I diikuti dCllgan peningkatan FRET. altu raslo antara intensitas cahaya eksitasi pada 440 run lerhadap cahaya emisi pada 510 nm l~reen came/eon) aLau 480 nm t~rhadap -35 nm (yellow came !('on) Molekul indikator ini dJbuat dt:l1gan cara memfusi dua jc:nis FP p.ng dJ.hubungkan dengan sekuen CaM dan CaM-binding peplides (Gambar 4). Molekul cameleon ini sudah digunakan dan dJrargetk"all pada RE dcngan teknik dan strat gi rang sarna seperti de ngan aequorin. Tetapi teknik FRET yang digunakan pada 1l10lt.:kul im m mungkinkan indi katar tt;rsebut m ngukur [Ca~+l padJ klsaran Icbih tinm _aitu antar.. 60-400 ~M. lndikator gen rasi im akhun a dapat mengatasi kctcrbatasan 'ang dialami olcb molekul aeqllorin rekombinan \ nog st:belumnya banyak diguna kan untuk tujuan yang sama. KesimpuJan Keberbasilan isolasi dan kJoning gen aequorin telah mem buka lembaran sejarah baru da lam aplikasi bioteknologl, yaitu pemanfaatan aequorin dalam pe nelitian biologi molekuler, khu u n. a bomeostatis Calf seluler ceara In vivo . Scmentara itu GFP, .ang juga berasal dari organ1sme :--ang sarna dengan aequorin yaitu A Victoria, Olemiliki potensi yang
22
bahkan lebih b sar daripada ae quoI'm Setain karena GFP me mil.ik.t kromofor } ang jauh lebili te rang daripada aequorin. GFP juga tidal< mernerlukan substrat sama sekali . Mutasi pada GFP telah menghasi.lkan beraganl varian dan jCnts OFP ang memiliki karak teristik bcrbeda satu dengan lain nya dan kestablJan yang lebili baik daripada molekul asalnya. llldika tor berupa protein fusi yang berba sis GFP dan diJengkapi dengan teknik det(;ksi eperti FRET telah menjadJ"k."lonyn alnt . ang sangat handal untuk mcmvisualtsasikan k ~adian di daJam e] secara lang sung eperti moblljsa51 Ca~ intra selult:;r dan dmamika protein dJ
d..'l.iam s l. Daftar pustaka Chnlfie I . 't 1'11. (i bu kirchen, W W Ward &. D.C I'nl.,I1.,... 199". Green t1uorescent pmlein as a marker ror gene elCpre.'ISIOfl. SOlen.:.: 263 : 802·805. Cody C W_ D.C. Prasher. W.M. Westlet. EG . Prendergru<\ & W.IJ Word. 1993. Ch~ mienl
excitation mu~ of Lhe gre¢Il fluorescent protem. BlorI e
Ac;uJemy of ci.:nc~ OfU1C 1I 'A 82 11 q . 3158. Kendal. J.M. &. M. . Badmintoll III'll< ., lflW rea vlc/ona biolumin.:." ' n"~ 11\11\ ' 101" n eXlciLing
n~w
....ro. Trend<
III Btot"~'h
nology 16; 216-4. l;:urning. E. 1997 Glow /1. h: ,\n UlIII. ua) g1o·
wing moh:culo: from jdlyflsh i., helprng to
illuminate ...-ellu lar ev nts. Bio. ci.:nc.: 47
(3). LJ5-138
Monosov. E.Z.. TJ. Wrozd GI l. LUI!\':i. J A Ileyman &. S. Sttlmlmnni. 1996. L:1helmg of peroKisornes \\1th gT~ell III.Lor""";':lI! protein in living P,chla PQs(om "cll~ Inc JOUrn.1t of Histoch~"lIlI~trv amI Cvtoch~mi . try 44 ( ): .581·589. Morin. 1.0. & J W. lIaslin~. 197 1a. BlllCh~· mistI)" of the biolulllUl~"'cwcc of coloninl hydtoitb lind th~-r tlI;)dl!tl!.l:r.Lt Joum.tl of ~lIular and Phvsiology 77: . 03-312 Morin. J.G. &. 1. W. HUl111glo. 1971b En(rgy I:rtul$/er in a bloluminC~CCnL . .',1"'11 1 ur· lui of Cellular iUld Ph) lQI~ 77 J 13 18. I'nllher. D.C.. R.O. !cCann &. \1 l ~lrmli!r 1985. 10nl11g nd "lIJ'n:s:.1 n Qr l.ll~ cD ',.\. coding for Ql!quonn. htolutnlllCSt:L-n1 cal· cium·bmdmg prolc:in Ui ~1(mlc:aJ and Btoph)'lliQI R<:search Communi ons 126 (3)' 1259-1268 himon\Ur:I, 0 ., F.H. J bnso'l &. Y. S:UgJ 1962 EX1nU:Ilon. purification :II d propml of a
bioluDlul t Jlro~in ti'om th lurtll1lllll'i hydrotmdu an. Aeqvorea. Journal 01 Cellulnr IUld ComplU1iliw PbY1>loloK' 59 223·240.
Rnn
C.R. AlbanQ. 1. Sipior. W.E. Bentley & G . Roo. 1 97 On-line
g.=n fluoprcscent protein ~en"or \\ lth LED
eKcitlition. Biotechnology and l:Iioengm ~r·
ing 55 (6): 921·926
Romosser, 1.A, r.M. HinkJe & A P~h\IIJ . 1997 Dde<:tion in hviog c.:lIs of C I'. dep<.-ndent changes in the flUIl~ce
cm.i.o;sion of an indicator composed of Lwo green Iluorescenl protein varinnts link<ed by II ca1modulin-binding ~quence . The Jour na.I of Biological Chemistry 2n (20) . 13270·13274 L.emickn.()oetz. M., 1. Pines. K Ryan. K R Slemering. 1. Haselofl: M.l FvlUlS &. J 1:1 Jurdon. 1996. An indelible linenge mnrk.-r
for Xenopus uSing a mutated grecl1 fluor.::;·
cent protein. Development 12: 3719-::1724.
•
WARTA BIOTEK
ARTIKEL
PENERAPAN INTRACYTOPLASMIC SPERM INJECTION (leSI)
PADAMA U IA
Syahruddin Said
Puslitbang Bioteknologi-LIPI
RJngkasan
Perkembangan teknologi intracytoplasmic :perm injection (ICSf) telah menjadi pilihan untuk menangani masalah ketidaksuburan pria. Seiring dengan berkembangnya penelilian biologi molekuler, terbukti bahwa aplikasi rcsi yang tidak terkontrol pada manusia berpotensi menyebarkan atau menularkan penyakit infertilitas. MakaJah ini membahas berbagai hal sehubungan dengan aplikasi ICST pada manusia, teknik dan resiko yang ditimbulkannya. Kata kunci: Intracytoplasmic perm injection (IC I), fertili asi in vitro (1VF), spermatozoa. Pendahuluan
•
Intracytoplasmic perm inject I n CSl) merupakan salah satu teknik reproduksi yang memberi kan banyak sekali keberhasilan dalam mengatasi ketidaksuburan pria. Tabun ini adalah tahun ke-22 kelahiran bayt pertama hasil dari fertilisasi in vitro (lVF) dan trans fer embrio (Steptoe & Edwards, 1978). Selama 22 tabun tersebut banyak sekali perubahan yang ter jadi sehubungan dengan teknik dan aplikasi ICSt Satu hal yang perlu dieatat bahwa TCST dalam aplikasinya telah berkembang de ngan berbagai teknik yang berbe da untuk menghasilkan pembuah an normal. Palenno et al. (1992) memberikan komentar bahwa se telah belasan tahun bekerja mene kuni IVF dan gamet pada rnanu sia, tidak ada teknik yang bisa memuaskannya selain IC 1. Tek
VOL. ] 4 NO.3 SEPTEMBER 2000
nik tersebut dengao nyata mampu memecahkan per oalan dalam membantu pernbuahan, khususnya yang berhubungan dengan masa Jah ketidaksoburan pria. Pada aplikasi TCS) melibat kan berbagai macam persoalan se perti peralatan dan kemampuan teknik. atu hal yang perlu dicatat adalah bahwa ICSI merupakan teknik manipulasi pembuahan se eara in vitro yang dapat mengha silkan efek-efek negaLifyang tidak diharapkan. Makalah yang ditults dari berbagai sumber ini mengulas seputar persoaJan tersebut yang diharapkan mampu memberikan penjelasan seputar penerapan rek nologi ICSI.
Aplikasi ICSI secara kliuik Dari hasil uji ketidaksubur an sekilar 3(J-40% pasangan mempunyai masalah ketidaksu
burao pada pria (Patrizio & Broomfield, 1999). Seeara umum ketidaksuburan pria dapat dise babkan kareoa kelainan pada sper matozoa seperti azoospermia (ga galnya proses spermatogenesis yang menyebabkan tidak adanya sperma dalam emen). oligozoo spermia (kon entrasi spermatozoa yang diejakulaslkan tidak normal). asthenozoospermia (hilang atau menurunnya motilitas spennato zoa) teralozoospermia (sperma dengan bentuk tidak normal dalam semen) atau karen a kombinasi di antaranya. Aboulghar et al. (1995) telah mempeJajari rCSI menggu nakan semen pasien yang tidak jelas statusnya atau dicurigai tidak subur. Hasil riset tersebut rnem perlihatkan bahwa lCSI mampu memberikan tingkat pembuaban yang lebih tinggi dibandingkan dengan IVF secara konvensional. Cohen el al. (1994) me-
23
ngemukakan bahwa pasangan yang gagal memperoleh pembu ahan setelah IVF mempunyai pe luang kurang dari 25% terjadinya pembuahan jika IVF dilakukan untuk kedua kalinya. Pada pene titian yang lain, Palermo el al. (1993) menemukan Lingkat keha milan yang tinggi ketika melaku kan rcsl pada 38 pasangan yang telah gagal total dengan 1VF. Hasil in i memperli hatkan bahwa ICSl mampu menolong pasien yang telah gagal dengan 1VF. Lundin el al. (1996) melaporkan bahwa rCSI dapat juga digunakan pada sel teJur yang telah berumur 1 hari dimana sebeJumnya telah gagaI terbuah i dengan IYF. Oe ngan cara ini telah diperoleh 2 ke hamilan dan berha il lahir. Teknik IC I membuat pem buahan lebih efi ien dan tepat, karen a dapat digunakan hanya de ngan sebuah sperm a tanpa mem perhatikan keaktiran atau pcrge rakan sperma tersebut. Oleh ka rena itu, menu rut Silber et al. (1994) selams dimungkinkannya pengambilan spermatozoa dari epidid imis atau testis dengan mikro pembedahan, maka IC J menjadi teknik pilihan yang tepat unluk men angan i kasus a=oosper mia. Micro urgical epididymal perm aspiration (MESA= peng ambilan epididimal spermatoz.oa d ngan pembedahan mikro) ada lah metode yang pertama kali digunakan untuk pengambilan spermatozoa pada kasus azoosper mia (Temple-Smith el aI., 1985). Selanjutnya Silber et al. (1994) melaporkan dengan teknik kombi nasi MESA dan ICSI mampu
24
memberikan tingkat keberhasilan pembuahan dan kehamilan yang t inggi. Akan tetapi teknik ini penanganannya memerlukan wak tu eukup lama dan juga kemam puan khusus, membutuhkan anas tesi umum. dan dari beberapa ka sus menimbulkan trauma setelah operasi. Karena alasan inilah Craft el al. (1995) memperkenalkan ea ra lain yailu teknik percutaneous
epididymal
sperm
aspiratio/l
(PESA). PESA adalah teknik pengambilan epididimal sperma tozoa dengan earn memasukkan Jarum berukuran sangat keeil langsung ke kepala epididimis. Dibandin kan dengan ME A. tek nik ini sangs: sederhana dan dapat dikerj knn dengan an ste i lokal yang hanya mem r1ukan aktu sekitar 1O~20 menit. Uraian di ata memperlih 1 kan bahwa pcngambilan sp rma baik dari epididimis maupun dari testis cukup rumiL, sehingga diper lukan uatu usaha pengawetan perm a yang telall dikoleksi. Tek nik pengawetan yang umum digu nakan adalah vitrifikasi (pernbe kuan cepat). Dengan eara ini sper rna yang telah dikoleksi dapat di gunakan setiap diperlukan. La cham-Kaplan & Trounson (1994) pertarna kali melaporkan keberha silan kehamilan menggunakan epididimaJ spermatozoa yang di cairkan setelah sebelumnya dibe kukan. Namun penggunaan sper rna beku untuk tujuan lCSl tetap menimbulkan permasalahan, kare nn ICST digunakan pada pasien yang san gal sulit atau bahkan tidak diternukan sperma dalam se men yang diejakulasikan atau bah
kan pada epididimis. Sehingga sperma yang digunakan adalah testikuler spermatozoa, dimana jumlah sperma tersebut sangat se dikit pada aat koleksi sehingga menyebahkan sulitnya diJakukan pembekuan. Namun demikian Ka mal el al. (1997) melaporkan keberhasilan pembuahan dan ke hamilan menggunakan testikuler spermatozoa beku setelah dicair kan dan selanjutnya dimasukkan ke datam sel lelur dengan bantuan ICSt
Teknik dan cara kerja
Ie
I
Proses penanganan pasien dengan rnetode lCSI dilakukan dengan mengambil sel telur isteri yang dimasuki permatozoa tung gal dari suami. Untuk memudah kan pengambilan el teJur pasien diberi tindakan superovulasi (ovu Jasi ganda) agar scI telur yang ter ovulasi lehih banyak. Menu rut Man our el al. (1994), pengam bilan sel telur ang optimum adalah 36 jam setelah Lnjeksi hor man human chorionic gonadotro phin (heG) . Pada sant Ie I dila kukan, untuk memudahkan pena nganan el teJur. kumulu sel di lepas dengan menginkubasi sel te lur beberapa nat dalam med ia bu fer HEPE yang mengandung 80mlU/mi bialuronidase. Sel tetur selanjutnya dipindabkan ke media kultur dan diinkubasi sambil me nunggu snat manipulasi. Hanya sel telur dengan polar b di I yang dipilih untuk dimanipulasi. Salah satll masalah serius pada injeksi sperm a pada manusia adalah men eleksi spermatozoa
WARTA B10TEK
normal untuk manipulasi, karena sperma yang nomlai dan moti I memiliki peluang yang hesar un tuk fertilisasi dan perkembangan lebih lanjut. an Steirteghem el £.II. (1993) telah mengidentifikasl sperma hidup dalam semen de ngan mengambil sperma dari pereall densitv dan mengujinya dengan 2-deoxyadenosin (2-DA) dan pentoxyfyllme untuk merang sang molilitas sperma. Dikatakan bahwa kemungkinan 2DA dapat bersifat toksik terhadap embrto yang dapal mengalibatkan blok pada pernbelahan dan perkem bangannya. Akan tetapi. Nagy el al. (1995) rnengemukakan babwa peningkatan jumlah spermatozoa yang abnormal dalarn semen bu kan merupakan faktor kritis yang dapat menurunkan tingkat fertili sasi setelah TCST. Hasil penelitian penulis memperkuat dugaan terse but, sperm a yang telah mati hasil pemisahan kepaJa sperm a dengan ekor, yang selanjutnya hanya ke pala sperma saja yang dima ukkan ke dalarn sel telur, mampu tumbuh dan membelah (belum dipublika silo Dengan demikian pemla yang dipakai L1ntuk melakukan pembuahan tidak harus normal . dan utuh. Imobilisasi atau penghenti an pergerakan spermatozoa hams dilakukan sebelum sperma diin jeksikan ke dalam spennatozoa pada setiap pclaksanaan lCSI. Hal ini dilakukan unluk memudahkan pemasukan atau pengambilan spenna ke dalam pipet injeksi, ju ga agar sperma yang telah ter ambil tidak bergerak dalam pipet injeksi. Imobilisasi sperma umum
VOL. 14 NO. J SEPTEMBER 2000
nya dilakukan dengan menekan ekor spermato7..oa ampai ke da.c;ar petri (Dozortzev et al., \995) atau dengan memisahkan kepala dan ekor dengan sonikasi (Kuretake el al.. \996). Resiko aplikasi ICSl Pada kenyataannya IeS! melibatkan inreraksi perm a dan s I telur yang sangat berbeda dan merusak seluruh interaksi gamet dan pembuahan seeara alami. Me masukkan spermatozoa langslIng ke dalam el telur, mengabaikan fungsi sel kumulus, zona pelusida dan oolema, ketiga komponen tersebut secara alami berperan se bagai penyeleksi dan pendewasa an sperma sebelum sel telur dan sperma bersatu. Hal inilah yang menyebabkan ICSI memiliki re iko yang besar dan saat ini se dang menjadi perdebatan serius. Hal-haJ yang diperdebatkan antara lain: pertama, karena spermato zoa dimaslikkan langsung ke da lam sel telur tanpa melalui proses selek i seeara alami . maka besar kemungkinan sperma yang dima sukkan menjadi sperma rusak atau abnormal. Cummins & Jequier (1994) telah membuktikan adanya kerusakan genetik pada beberapa kasus ketidaksuburan pria dan konsekuensi resiko penggunaan teknik mikro untuk membantu pembuahan; kedua, terdapat ke mungkinan masuknya material a ing yang tidak diketahui ke dalam sitoplasma selama injeksi, misalnya poly.inyl pyrolidone (PVP), minyak, atau kontaminasi pereoll. Resiko yang lebih berat
terjadi apabila kepala sperma mampu mengikal DNA asing (Maione, el al., 1998 . Pengikatan ini semakin besar peJuangnya ka rena sperma sebelum diinjeksi ke daJam sel telur diimobilisasi terle bih dahulu sehingga mengakibat kan rusaknya membran plasma sperma. dimana pada daerah ter sebut terdapat faktor penghambat inleraksi antara DNA as ing de ngan sperma; ketiga, adanya ke mungkinan rusaknya meiotic spin dol pada sel telur pada saat injek 'i; keempat terjadinya luka pada sperma akibat imobilisasi sebelwn injeksi rnerupakan salah satu fak tor rusaknya DNA sperma. Hal ini terjadi karena terdapat perbedaan lingkungan di dalam sel sperma yang mengandung Na+ rendah dan K+ yang tinggi dengan lingkungan di luar sel saat manipulasi (Na+ tinggi dan K+ yang rendah). Per bedaan inilah yang menurut Mar tin el al. (1988) dan Rybouchkin el al. (1996) mengakibatkan keru sakan kromosom, sehingga ke mungkinan memasukkan sperma tozoa dengan kromosom atall DNA yang rusak semakin besar. Dcngan meningkatnya peng gunaan testikuler spermatozoa pa da kasus azoospermia, memung kinkan rnerniliki resiko besar kela inan jumlah kromosom seks. kare na atas dasar patoJogi dari sperma tersebut. Dari hasil penelitian pe nlilis tentang stabilitas DNA dan status dari protamin spermatozoa elama proses manipulasi in vitro rnisalnya pada ICS] memperlihat kan terjadinya perubahan stabili tas DNA pada testikuler spermato zoa, selanjutnya bahwa protamin
2S
dan scluruh sperma yang ditcliti (Ll:sllkulcr. kaput dan kauda epi dJdllnal mcngalami perubahan Kalaupun pada kenyataannya tek nik ini telah dilakukan eeara me luas pada manusia dan telah dila porkan dengan berbagai keberha silan. dengan terjadinya peru bah an tatus dar i inti spenna selama proses manipu lasi ill vitro. hal ini mengingatkan kepada kita semua perlunya kehati-hatian dan peneli tian lebih jauh dan mendaJam tentang aplikasi teknologi ICSI pad a manusia. Karena pengguna an JCSI yang tidak terkontrol juga mampu menjadi media penuJaran atau penyebaran penyakit infertili tas.
Ke impulan Teknologi ICSI baik meng gunakan ejakulasi, testikuler atau epididimal spennatozoa telah mampu memberikan tingkat pem buahan dan keberhasilan yang linggi. Kelainan infertilitas pada pna baik itu azoospennia, hilang nya reaksi akrosom. infertilitas se eara imunologi, maupun infertili tas yang tidak bisa dijelaskan yang sebetumnya gagal dengan teknik IVF konvensional, dengan reSI mampu memberikan hasil fertilitas yang luar biasa memu askan. Namun demikian perlu menjadi perhatian serius ten tang penggunaan ICSt pad a manusia karcna berpotensi besar menjadl media penularan dan penyeharan penyakit infertilitas.
26
Daftar pustaka AboulghBr. M.A .. R T Mansour, GI. Serour & y. Am," 1995 The role of Intracyto plasmIC sperm InjecUon (JCSI) in ll1e treatment of patients WIth borderhne sperm Human Reproduction 10 2829 2830. Cohen, J, M Ai "ilnJ , S. Munn!! & G 0 Pall:rmo 1994 MicromanlpulalJnn 10 clinical managemcnt of fertility dl orders Seminar In Reproductive EndllCfi-nology 12 151-168. raft. I.. M Tsmgotl5. V Bennet, M. Taranissi. Y KhaJJfa & G. 1I0gewlnd 1995. Percu lJUleous epIdIdymal sperm aspIration and intracytoplasmIc sperm Injection In ll1e management of infertility due to obstruct ive azoospenmo. Fertihty and Stenh!} 63 1038-1042. Cummins, J.M. & AM Jcquler 1994 TreatIng male mferullty needs more clinical andro logy, n t less. Human ReproductIOn 9 1214-1219 Dozort7.c:v, D. A Rybouchkin, P Sutter, C. Qian & M Dhont. 1995. HUJJW1 oocyte aclJvouon follOWing 1n1t1lC)-lopllL~mlc sperm Injection: the role of the spenn cell Human Reproduction 10 .103-407 'amm, A, R. T Mansour, & M.A Aboulghar 1997. Pregnancy after IC I usmg cryo thawed epIdidymal and testicular sperma tozoa jOUfllllI of Middle !:.ast Fertility oclcty 2. 30-34. Kuretakc. S Y Kimura, K Hoshi & R Yanaglmachl. 1996 Fertihzallon and de veillpment of mouse oocytl:S injected WillI ISolated sperm heads BIology of ReproduclIOn 5 : 789·795 Latham-Kaplan, 0. & A Trounson. 1994. Mlcromampulallon asslsled fertlhzation' comparison of dlffen:nt techniques. Dalam: Tcsarik, J (Ed ,), Frontiers In Endocnnology, . Vol 8 Male factor in human inrcrulit . Arcsserono Symposia PublicatiOns, Rome, pp.287-304 Lundin, K, A ~ogrcn & L. I!amburger 1996. RelOsemmatl n of one·day-old oocytcs by use f intracytoplasmic sperm mject ion. Fertility and Sterility 66' 118-121 . M3Jon~ 8., M ' Lavltran , C Spadafora & A A Kicssllng. 1998, Sperm·medlated gene transfer In mlcc Molecular Repro duction Mti D<:ve:lopment 50; 406-409. M3JlSOUr R T, M I\. Aboulghar & G 1 crour. 1994 Study (If ll1e optimum lime for human chorionic gonadotropln-{lvum pIck-up IIlterval In In Vllro fertillzallon Joumal of Assisted f{cproductlVC: and Ge nelles II. 428481. Martin. RilE. Ko & A. Rademaker 1988.
Humllll sperm chromosome complements aller mlcroinjection nf hamster Joumal of Reproduction and Fcl1ihty 84 179-186 Nagy, ZP, J Liu, H Joris, G. Verheyen, H Toumaye, M Camus, M.P DcnIe, P Dcvroey & A C. van Sleirtcghem. 1995. The result of intracytoplasmIC spenn in Jection IS nllt related to any of the Il1ree basic sperm paramcters. Human Repro duction 10' 1123 Palermo, G, H Joris, P Devroey & A.C. van Slellughem 1992. Pregnancies after m· tracytoplasmic injectIOn of single sperma tozoon inlo an oocyte. Lancet 340: 17-18 Palermo, G ,H Joris, M P. Derde, M Camus, P Devroey & A C. van Steirteghem, 1993. Speml characteristIcs and outcome of human HSSlsttd fertIlization by subzo nal mseminatlon and intracytoplasmic sperm injcctlon Fertility and Sterility 59: 826-835 Patrizio, P & D. Broomfield 1999 Thc gene lie basi of male mfertility. Dalam. Glo ycr. TO. & Barran C.LR (Eds.), Male fertility and Infertility, pp. I62-179, Cam bridge: Univcrsity Press, UK. Rybouchkln, A v., P de Sutter & M OhonL 1996 Unprotected freezing of human spermatozoa axcrts a detrimental effect on ll1elr oocyte actIvating capaClty and chromosome inlegrity Zygotc 4' 263 268. Silber, S J, l .P. Nagy & J. LIU. 1994 Conventional in lIt1ro fertilization versus' Inlracytoplll5mlc sperm injection for p tients re:quiring microsurgical sperm aspl· rallon Human Rcproducllon 9. 1705 1709 Steptoe. Pc. & R G EdWllIds, 1978. Birth after the relmplanlation of a human em bryo. Lancct II : 366. Temple-SmIth, PD., G J. SOllll1wick, CA Yales. A 0 Trounson & D.M dc Kretser. 1985 Human pregnancy by In vllro fertlhzallon (IVF) using sperm aspirated from epididymIS Journal of In Vitro Ferlllization and Embryo Transfer 2. 119· 122 van Slell1eghem, A c., Z.P. Nagy, H Joris, J Liu, C. Stacssen. J SmilZ. A Wisanto & P Dcvroey 1993 High fertiliution and Implantallon rates after intracytoplasmIC sperm Injection. Human Reproduction 8: 106
eggs.
WARTA BIOTEK
POPUL~SASJBJOTEK
TANYA JAWAB TENTANG BIOPROSPEKTING
Tanya: Apakah "Keanekaragam an Hayati" itu dan bagaimana sta tusnya? Jawab: Keanekaragaman Hayat l adalah eluruh gen, spesies. dan ekosistem pada suatu daerah (at au di dunia). Keanekaragaman Haya ti juga dapat didefinisikan sebagai macam dan variabilitas kehidup an. Saat ini. dunia sedang meng alami kehilangan Keanekaragam an Hayati yang sangat hebat terutama karena konversi dan de gradasi dan habitat alami. Para il muwan memperkirakan sekitar 10 juta spesies hidup di alam ini (dan setengahnya diperkirakan hidup di hutan lropis). Sekitar 5-10% dari spe ies yang hidup di hutan tropis akan mengalaml kepunahan dalam waktu 30 tabun mendatang. Di Amerika Serikat, lebih dari 750 spesies saat ini terdapat dalam daftar spesles langka atau teran cam punah.
gen-gen dan suatu spesies tanam an atau hewan dapat dipindahkan pada spesies lain. Sebagai contoh, para pemulia tan am an dan hewan menggunakan gen-gen yang terda pat pada spesie liar, kemudian melakukan rekayasa genetika pa da organisme yang aat ini bergu na bagi keperluan indu tri seperti pertambangan, penanganan pem buangan air dan karbondioksida. Berbagai bahan kimia yang dipro duksi oleh organisme merupakan bahan yang mempunyai nilai berharga dalam industri farmasi dan pestis ida.
Tanya: Apa yang disebut dengan prospekting keanekaragaman ha yati (biodiversity prospecting)?
Jawab: "Prospekting keanekara gaman hayati adalah eksplorasi dari tan am an atau hewan untuk keperluan genetik yang mempu nyai nilai komersial dan sebagai umber biokimia.
Tanya: Apa yang disebut dengan sumberdaya genetik?
Jawab: Sumberdaya genetik ada lab gen-gen yang terdapat pada tanaman dan hewan yang mempu nyai nilai atau potensi bagJ manu sia. lstilah ini juga mengandung arti baban-bahan kimia yang ter dapst pada tanaman dan hewan karena keberadaannya d idasarkan atas informasi genetik. Melalui penggunaan bioteknologi modem,
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
Tanya:
Bagaimana perusahaan farmasi mengidentifikasi obat ba ru?
farmasi Jawab: Peru sah aan menggunakan beberapa metode yang berbeda untuk mendapatkan obat-obatan baru, yaitu dengan: 1). Mensintesis bahan kimia ber dasarkan pengetahuan fisiologi dan pengobatan alam dari suatu penyakll tertenlu 2). Menapis ba
han-bah an kimia seeara aeak yang terdapat di alam atau disintesis. 3). Menapis ekstrak alami dari ta naman atau hewan yang dianggap mempunyai aktivitas untuk mela wan penyakit tertentu menurut pe ngetahuan tradisional tentang ke gunaan produk-produk alam (atau pengetahuan tentang peran ekolo gis dari suatu spesies). Bahan-bahan kimia ditapis dengan bioesai atau secara kimia yang d irancang untuk dapat me nunjukkan suatu reaksi positif un tuk bahan-ballan kimia yang efek tif melawan penyakit tertentu. Ba han-bahan kimia atau ekstrak yang menunjukkan aktivitas posi tif kemudian diisolasi dan diuji pertama kaJi terhadap hewan dan kemudian terhadap manusia mela lui percobaan klinis sebelum di ij inkan untuk obat baru. Di Arne rika Serikat, proses penemuan 0 bat dan pengembangannya me merlukan waktu sekitar 12 tahun dan seliap bat baru memerlukan investasi sekitar 230 juta dolar AS.
Tanya: Apakah obat yang ada aat ini ada yang dibuat dari tanaman dan hewan?
Jawab: Va. Sekitar 80% orang di negara berkembang masih tergan tung pada obat tradisional, sebagi an besar berdasarkan pada spesies tanaman dan hewan, untuk menja ga kesehatan primemya. Oi Ame-
27
rika erikat, sekitar 25% resep dokter diisi dengan obat-obatan yang mempunyai ramuan aktif da ri ekstrak atau tumnan dari tanam an. Penjualan dari obat yang ber asa! dari tanaman di Amerika Se rikat mencapai 45 milyar dolar pada tahun ) 980 dan dipcrkirakan sekitar IS,S milyar pada tahun 1990. Obal-obat lain diturunkan dari hewan dan jasad renik.
Tanya: Apa yang disebut dengan "Biodiversity Convention" (Kon vensi Keanekaragaman Hayati)?
Jawab: "International Convention on Biological Diversity" (Kon vellsi Keanekaragaman Hayati m ternasional) ditandatangani oleh lebih dari 150 negara pada KTT Bumi di Rio de Janeiro pada bulan Juni 1992, dan diberlakukan pada tanggal29 Desember 1993 (30 ne gara harus meratifikasi ~onven i ini sebelum menjadi keputu an/hukum). Tujuan dari konvensi ini adaJah. I). Konservasi keane karagaman hayati, 2). Penggunaan komponen-komponen keanekara gaman seeara berkelanjutan, 3). Pembagian keuntungan akan penggunaan keanekaragaman se cara adil daJl berimbang. Untuk mencapai tujuan ini, para peme rintahan negara anggota telah ber sepakat untuk mengatur ak1.ivitas aktivitas yang berhubungan lang sung dengan konservasi (inven tarisasi spesies, pembuatan sistem kawasan perlindungan, dan lain lain), juga memberi fasilitas untuk teknoJogi transfer, mengatur per
28
pindahan sumbcrdaya genetik, dan menyediakan dana untuk men dukung kon crvasi di negara se dang berkembang.
Tanya: Bagaimana prospekling keanekaragaman hayali terkait de ngan konscrvasi keanekaragaman hayall?
Jawab: Sebelum ada KOllvensi Keanekaragaman Hayati, banyak negara menganggap bahwa sum berdaya genetik merupakan "wa risan untuk seroua umat manusia". artmya bahwa tidak ada hukum atau tanggungjawab moral yang mengharuskan bagi sebuah per usahaan yang telah mengumpul kan materi genetik dari negnra la in lIntuk membayar akses atas ma terial tt:rsebut. Konvensi inL de ngan adanya pemyataan hukum dari berbagai negara ten tang kea nekaragaman hayati, secara nyata mengakui hak dari berbagai nega ra untuk membuat peraturan resmi dalam mengatur dan mengguna kan sumberdaya genetiknya dan, jika mereka menghendaki, me minta bayaran untuk akses terse but. Selain itu, apabila suatu per usahaan atau negara ingin me ngumplilkan keanekaragaman ha yati perlu memperoleh informasi awal dari negara pemilik sumber daya genetik. Oengan adanya kon vensi inL menjadi esuatu yang wajar bagi para kolektor unluk membayar biaya akse atas keane karagaman hayati dan terlibat da lam persetlljuan kontrak dengan negara-negara pemllik sumberda
ya genetik (atau instansi-instansi daJam negara ter ebut) ang akan menyediakan pembagian keun tungan atau royalti (atau paten) kepada negara pemilik sumber daya genetik.
Tanya: Bagaimana konvensi ini dapat memastikan bahwa negara negara berkembang mendapatkan keuntungan dari penggunaan kea nekaragaman hayalinya?
Jawab: Negara-negara berkem bang saat ini lelah boleh me ngeluarkan peraturan-peraturan tentang pembayaran biaya akses dan negosiasi ten tang pemba yaran royalti dengan pihak pe masok sumberdaya genetik. Se baliknya, perusahaan-perusahaan diminta oleh konvensi ini untuk menyetllj ui perjanj ian awal de ngan negara-negara sumber apa bila mereka mencari informasi tentang keanckaragaman hayati, dan negara-negara sumber dapat meminla perusahaan-perusahaan untuk menunjukkan perjanjiannya pada saat perusahaan ini me ngajukan paten atau produk baru. Apabila perudang-undangan nasi onal ini udah diadopsi dan di berlakukan. pcrjanj ian seperti an tara "Merck" dan "INB jo" akan menjadi kenyataan hukum dari pada hanya sebagai perkecuaJian, dan negara berkembang akan menjadi lebih yakin tentang ada nya pembayaran sumber genetik nya. (T.M. Ermayanti; World Re sources Institute. http://www.wri. org/wrilindex.html).
WARTA BIOTEK
POPULARISASI BIOTEK
MIKROSATELIT Ketika orang awam mende ngar kata "mikrosatelit", pasti me reka berpikir tentBllg satelit kecil yang ada pad a orbit bumi. Tetapi, apakah kita mcngetahui adanya mikrosatelit pada DNA kita? Ta naman dan hewan juga mempu nyai mikrosatelit pada DNA-nya. Apakah mikrosatelit itu? Mikrosatelit ditemukan pa da DNA manusia, hewan dan tanaman. Ketika para peneliti menentukan urutan DNA uatu organisme, mereka menemukan urutan DNA yang berulang se car.. tandem dari salu DNA ke DNA lainnya. Urutan DNA ber ulang secara tandem tersebut ter diri dari ulangan satu atau bebe rapa nukleotida dan disebul mi krosatelit. Sebagai conloh, mikro satelit pad a uru1an DNA adalah : ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACACACACACACAGCGA GTAACGGGGTTA (lihat Warta Biotek Vol. 13 No.4 Desember 1999 hal J0- t I tentang dekodc DNA) Mikrosatelit (urutan CA yang diulang) digambarkan de ngan huruf tebal dan garis bawah pada contoh di atas. Yang diulang adalah rnikrosatelit dinuk.leotida (di=dua) karena urutan yang dlu lang hanya mempunyai panjang
VOL 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
dua basa saja. Pada contoh di atas llrutan ,.,A diuJang sebanyak 1) kali. Selain itu, terdapat juga mikrosatelit trinukleotlda (tri=ti ga) yang terdiri dari tiga basa yang diu lang: ATGTGCCAAGGTTACTACTA CTACTACTACTACGCGAGT AACGGGGTTA dan mikrosatelit tetranukleotida (tetra=o:;empat): ATGTGCCAAGGTGGCAGGC AGGCAGGCAGGCAGGCAG TAACGGGGTTA
Apa aja kegunaan dari mikro atelit? Beberapa tahun yang lalu, DNA berulang dlsebut junk DNA karena diperkirakan tidak mempu nyai fungl>i lertenlu. Pada saat ini , peranan mIIcrosatelit pada DNA tanarnan ma ih bel urn diketahui. Namun hal illl bukan berarti bahwa mikrosatelit tidak penting. Mikro atelit kemudian menjadi suatu alat yang penting karena dapat digunakan dalam sidik jari genctika. analisis keturunan, pe metaan genom dan sebaga i marker pada pemuliaan tanaman.
Bagaimana mikrosatelit diguna kan ebagai alat? Mikrosatelit sangat berguna karena lingkat keragamannya yang linggi an tar individu. Ba nyaknya urutan yang diulang pada mikrosatelit sangat unik pada in dividu. Sebagai contah: Tanaman Barley # 1 mempunyai 11 CAyang diulang : ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACACACACACACAGCGA GTAACGGGGTTA Tanarnan Barley#2 mempunyai 6 CA ang diulang : ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACAGCGAGTAACGGGGT TAATCCCGGTAT Keragaman antara kedua tan am an Barley tersebllt adalah pada per bedaan panjang urutan CA yang d i lllang. Para pene! iti dapat men can beberapa mikrosalelil yang berbeda pada tanaman Barley dan mernbuat sidik jari genetika untuk tanaman tersebut. Masing-masing mikrosatelit akan mempunyai jumlah ulangan yang unik dari urutan DNA pada masing-masing individu. Mikrosatelit digunakan dengan cara yang sarna pada fo rensik. Sidik jari genetika dibuat dari bukti yang dik.umpulkan di tempat kejadian kejahatan dan di bandingkan dengan sidik jari ge-
29
netika tersangka pelaku kejahatan tersebut. MikrosateLit dapat pula di gunakan untuk anal isis keturunan. Sebagai contoh sapi jantan mem punyai Ii CA yang diulang:
ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACACACACACACAGCGA GTAACGGGGTTA dan sapi betina yang hanya mem punyai 6 CA yang diu lang:
ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACAGCGAGTAACGGGGT TAATCCCGGTAT
akan menghasilkan anak sapi de ngan 11 dan 6 CA berulang pada DNA-nya.
ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACACACACACACAGCGA GTAACGGGGTTA ATGTGCCAAGGTCACACAC ACACAGCGAGTAACGGGGT TAATCCCGGTAT Seorang anak mempunya i satu set kromosom (DNA) dari ibu dan ayahnya. Dengan menganalisis mikrosatelit, uji untuk mengetahui siapa orang tua dari seorang anak dapat dilakukan . Mikrosatelit da pat pula digllnakan sebagai penan da pada pemuliaan. Penanda (marker) adalah potongan-potong
an DNA mirip dengan sebuah gen yang mudah terdeteksi. Karena mikrosatelit ditemukan pada selu ruh DNA tanaman dan hewan, maka ban yak mikrosatelit yang ditemukan berhubungan erat de ngan genlsifat penting pada ta naman dan hewan. Pemuliaan ta naman dengan penanda menggu nakan deteksi mikrosatelit untuk mengenal sinyal sifat spesifik pa da tanaman. Analisis penanda de ngan mjkrosatelit tersebut me mudallkan para pemulia tan am an mengenal sifat-sifat tanaman, se hingga dapat mempercepat proses pemuliaan tanaman tersebut (E.M. Kaiin, Ag-Biotech lnfo source, Isu 55, April 2000)
AKANTERBIT
PROSIDING SEMINAR HASIL PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN
BIOTEKNOLOGI III
Pemesanan prosiding dapat dilakukan mulai sekarang Hubungi Sekretariat
Puslitbang Bioteknologi - LIPI
Jalan Raya Bogor Km 46, Cibinong
Tclpon 021 875 4587
Fax. 021 875 4588
30
WARTA BIOTEK
POPULARISA 1 BIOTEK
BIOETlKA Pengertian bioetika Bioetika dapat dldefinislkan sebagai studi tenlang pilihan-pi lihan moral yang timbul dari ke teriibatan manusia terhadap keh i dupan _ Bioetika mengandung pe ngertian pula pemikiran baru ter hadap perubahan-perubahan pada masyarakat yang ditimbulkan oleh inovasi ilmu pengetahuan dan tek nologi. Bioetika termasuk peng kajian keuntungan dan resiko yang berhubungan dengan inter vensi manusia terutama teknolo gi-teknologi baru yang menuntut pengkaj ian secara seksama, ter masuk pengkaj ian dari darnpak sosial maupun terhadap individu. Aspek penting dalam bioetika yang perlu mendapat perhatian adalah tindakan dan kemauan rna nusia seeara bertanggungjawab. Sebagai ilustrasi, bila seseorang mampu meJakukan sesuatu, harus kah ia melakukannya? Misalnya. minum minuman beralkohol sam pai mabuk bukan lah hal yang me Janggar hukum bila dilakukan di tempat pribadi, oamun kebanyak an orang merasa bertanggungja wab untuk tidak melakukanoya karena berbagai alasan. Bioetika telah ada semenjak manusia pertama kali membuat pi Jihan terbadap sesuatu di luar na lurinya. Ketika pilihan-pilihan yang ada mulai dianalisis dan Ide ide mulai terbentuk seperti dalam ajaran agama dan kode etik peri laku, maks saat itu pula bioetika
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
telah ada. Karena itu, seluruh umat manusia mengalaml pro es seperti itu. Bioetika ada di setiap kelompok masyarakat sehingga dalam konteks ini bersifat univer sal. Dalam konteks lintas kultur ai, bioetika mengkaJI apakah se jumlah pertanyaan-pertanyaan eti ka bersifat universal. Hal ini bu kan be rart i bahwa jawaban-jawab an identik terhadap dilema yang ada telan dirumuskan. lnterpretasi dari tanggung jawab manusia ber beda di antara berbagai kultur ler hadap pertanyaan-pertanyaan se perti apakah bewan mempunyal ruh? Pertanyaan berikutnya ada lah seberapa besar variasi seeara global dalam hal nilai-nilai dan eara berfikir tentang bioetika? Secara umum terlihat bahwa per bedaan antar indivldu dalam suatu kelompok masyarakat temyata lebih besar dibandingkan dengan antar kelompok masyarakat. Secara umum, terdapat 2 kelompok argumentasi dalam me nyikapi masalah bioetika. yaitu "intrmslk" (intrinsic) dan "eks trinsik' (extrinsic). Argumentasi yang bersifat intrinsik berhubung an dengan teknologinya sendiri. seperti "apakah teknologi itu ala miah?" atau "apakah para ilmu wan telan melampaui batss ko dratnya sebaga. makhluk eiptaan Tuhan?" Sedangkan argumentasi ekstrinslk berhubungan dengan konsekuensi dari penggunaan sua tu leknologi, sepertl "perJukah kl ta memproduksi pangan dengan
cara yang lebih efi ien di negara negara yang tclah surplus pa ngan?", atau "etiskah bila seke lompok masyarakat tertentu me ngembangkan galur tanaman ter tenlu yang kemudian akan didis tribusikan ke seluruh dunia se hingga mempengaruhi ekosistem seeara global?", atau "etiskah me Jarang introduksi teknologi baru (seperti rekayasa genetika) yang dapat membantu mengatasi masa lah kekurangan pangan di negara negara berkembang?" Kelompok masyarakat yang menolak atau mempennasalahkan isu-isu intrinsik cukup banyak ter utama dari kalangan yang berpe gang teguh pada ajaran-ajaran a gama tertentu, namun hal tersebut bukan menjadi perhatian utama dari para ilmuwan, industriawan, pemerintah, konsumen maupun para pemerhati lingkungan. Ke lompok-kelompok ini lebih mem fokuskan perhatiannya pada isu isu ekstnnsik yang seringkali sa ngat kompleks untuk dianalisis dan dimengerti. lsu-isu ekstrinsik merupakan hal yang seeara uni versal perlu untuk mendapatkan perhatian bersama karena berhu bungan langsung dengan masalah masalah teknis, sosial dan ekono ml. Bioteknologi dan khususnya rckaya a genetika yang merupa kan bagian dari bioteknologi yang mencakup disalO DNA atau or ganlsme, telah menimbulkan ba nyak pemikiran etika. Hal ini di-
31
sebabkan karena rekayasa geneti ka telah memberikan umat manu sia metode-metode baru untuk mengintervensi alam sehingga ba nyak orang mempertanyakan seja uh mana manusia hams melang kah dalam penelitian dan aplikasi bioteknologi modem. Seperti pa da teknologi secara umum, seba gian besar orang menganggap re kayasa genetika sebagai teknologi yang dapat membawa manfaat pa da masyarakat dan juga sebagai teknologi yang mengandung re i ko. Hal ini telah membuat seba gian orang memperkenalkan isti lab genetika (genethies) yang mempunyai cakupan etika-etika barn yang diperlukan untuk meng atasi pertentangan antara genetil<.a modern dengan nilai-nilai kema nusiaan. Namun sebagian orang mempertanyakan lebih lanjut apa kah karakteristik dari rekayasa ge netika sedemikian t1nik sehingga memerlukan istilah tersendiri un tuk mengidentifikasi dilema bio etika yang berhubungan dengan rekayasa genetika. Karakter khu sus dari rekayasa genetiJ...a adalah kemampuannya dalam transfer gen yang dapat menembus batasan spesies. Namun di alam sebenar nya transfer gen antar kelompok organisme juga terjadi walaupun dengan frekuensi yang jauh lebih rendal,. Transfer gen dengan re kayasa genetika dilakukan secara sengaja yang tidak terjadi di alam. Namun kesengajaan sepertl itu bukan sesuatu yang baru karena Lelah lama dilakukan pada pemu liaan tanaman secara tradisional. Efek negati f dari rekayasa geneti
32
ka terhadap organisme atau ling kungan dapat dipelajari melalui percobaan-percobaan lapangan. Umat manusia telah berabad-abad lamanya terlibat dalam mengon trol alam untuk keuntungannya seperti yang terjadi pada bidang pertanian. Karena itu ada ang berpendapat bahwa bioteknologi modern tidak memerlukan etika khusus yang dibedakan dari bio teknologi tradisional.
Isu-isu penting bioetika dalam bioteknologi Bukan merupakan sesuatu hal yang mengherankan bila ba nyak pertanyaan yang berhubung an dengan etiJ...a mun ul akibat dari aplikasi bioteknologi modern. Hal ini terutama dikarenakan bio teknologi modern berurusan de ngan bahan yang paling mendasar dari struktur kehidupan, yaitu DNA. Bioteknologi modern. ter utama rekayasa genetika, telah memberikan umat manusia meto de-metode barn yang fenomenal unluk mengmterven i alam se hingga banyak orang memperta nyakan sejauh mana manusia ha rus melangkah dalam penelitian dan aplikasi bioteknologi modem . Di negara-negara maju se perti Amerika Serikat, Australia dan negara-negara Uni Eropa, iSlI isu terpenting bioetika yang men jadi perhatian banyak orang ada lah menyangkut masalah aplikasi biot knologi pada reproduksi ma nusia, terapi gen dan prospekting sekuens DNA. Transfer gen dan upaya kloning mantlsia merupa kan isu-Isu hangaL yang saat ini
tengah menjadi pembicaraan ba nyak orang. Hal ini terjadi ter utama setelah diumumkannya ke lahiran domba "Dolly pada bulan Pebruari J997 oleh kelompok peneliti dari Roslin Institute di Edinburgh. Skotlandia. Sukses membuat klon Dolly dari jaringan non-reproduksi dengan teknoiogi transfer inti tersebut telah meng angkat isu bioetika terutama da lam aplikasi teknologi tersebut un luk kloning manusia dan juga penggunaan bahan-ballan biologis atau rekayasa genctika dalam terapi, reproduksi dan pertanian. Pada awal tahun 1998. Richard Seed-seorang dokter eksektrik da ri AS-telaJl membuat banyak rang marah ketika ia mengung kapkan keinginannya untuk mem buat klon man usia. 8aru-baru ini giliran Ron Harris, seorang fotografer. yang menjadi sasaran kemaraJlan banyak orang karena di Internet (htlp:llwww.ronsang els.com/) ia mengelolajasa penye diaan sel telur yang berasal dari model-model cantik. Semenlara itu negara-nega ra berkembang seperti Indonesia lebih memfokuskan pada isu bio etika yang berhubungan dengan bioteknologi pertanian. Hal ini dapat dimengerti mengingat seba gian besar negara-negara berkem bang memiliki kekayaan bayati yang berlimpah yang dapat di manfaatkan di bidang pertanian. Isu-isu bioetika yang berkaitan dengan bioteknologi pertanian ter utama adalah yang menyangkut tentang keamanan hayati (bio safety), hak atas kekayaan inte lektual (HAKI), dan keaneka-
WARTA BIOTEK
ragaman hayati. Di salU SISI, penggunaan sumberdaya genetik dalam bioteknologi banyak meng hasilkan manfaat seperti pening katan produktivitas pertanian, pe nemuan obat-obatan penting un tuk berbagai penyakit sepertl kan ker, AID dll., dan untuk perbaik an lingkungan. Namun di sisi la in. ada kekhawatiran akan dampak negatif dari ekspioitasi sumberda ya genetik terse but terhadap ke langsungan dan kclanggengan dari sumberdaya genetik ito sendlri yang secara keseluruhan dikhawa tirkan akan menurunkan keaneka ragaman hayati Salah satu haJ yang akan menjadi isu bioetika dalam bio teknologi dalam beberapa tahun mendatang adalah adopsi dan penerimaan pangan yang dibuat dari organisme hasil modifikasi genetika. Dalam hal ini biotek nologi dapat belajar dari perbc daan penerimaan pangan-pangan yang lain di seluruh dunia. Orang memilih makanan bukan hanya didasarkan atas harga atau rasa, Sebagai contoh, vegetarian dapat timbul dari sisi moral, agama atau alasan-alasan kesehatan. Larang an rnakan daging sapi dalam aga rna Budha dan Hindu dan larang an makan daging babi dalam aga rna Islam telah berpcngaruh ter hadap praktek-prak-tek pertaman. DI s::unpmg itu, kebtasaan makall seseor3.1lg secara umum tidak me lalm pclarangan secara. hukum. namun lebih kcpada. pilihan kon sumen yang mempengaruhi kcter st:diaan pangan di pasar. Saat 101 pllihan moral secara individu atau kan.:na a]usan kesehatan tclah di
VOL. 14 NO 3 SEPTEMBER 2000
adopsi oleh para vegetarian dalam masyarakat di negara-negara Ba rat yang tidak memiliki tradisi ke agamaan. Untuk memberi kesempatan kepada seseorang dalam memilih produk yang mereka konsumsi. maka pemberian label pada pro duk hasiJ rekayasa genelika dapat dilakukan. Pemberian label eea ra negatif (negative labelling), yaitu infonnasi bahwa sebuah produk tidak mengandung subs tansi yang berasal dari rekayasa genetika lelah diterapkan di Eropa dan Jepang dalam hal produk prod uk asal kedelai. Pelabelan secara negatif telah dilarang di AS dalam hal susu bebas rBST (rckombinan bovine somatotro pin). Pclabelan merupakan hal yang konslsten dengan bioetika asalkan dilakukan secara jujur dengan menunjukkan apa aja yang terclapat dalam sebuah pro duk. Daripada direpotkan dengan perdebatan masalah pelabelan. semua produk dapat diberi label dengan infonnas i yang benar sehingga memungkinkan konsu men untuk memilih sesuai dcngan prinsip-prinsip etikanya sendiri. Upaya yang memungkinkan setiap individu untok mcmbuat evaluasi tentang bi teknologi dengan bio etikanya masing-masing mempu nyai implikasi terhadap kebijakan nasional dalam pengkajian tekoo logi, pendidlkan. kampanye infor masi dan keterbukaan tentang di mana dan kepentingan-kepenting an apa saja yang akan diambiJ. Para ilmuwan. indu. lri dan pcme nntah mempunyai tanggung ja wab kllUSUS seeara bersama-sama
dengan media mass a dalam pe nyediaao informasi yang dapat dimengerti oleh masyarakat a wam. Pengaturan bioetika Mengapa bioetika perlu dia tur. Karena tidak semua individu dalam suatu masyarakat mempu nyat moral yang baik untuk clapat mempertanggung jawabkan setiap tindakannya. Kasus Richard Seed dan Ron Harris di atas dapat dijadikan sebagai contoh. Secara bukum legal mereka tidak ber salah karen a memang belum ada aturannya, Damun sebagian besar masyarakat menganggap tindakan mereka adalah tidak bertanggung jawab. Karena itu, perlu dilaku kan pendekatan-pendekatan yang tepat untuk mengatasi masalah bioetika yang ada. BHa suatu tin dakan hanya berpengaruh terha dap individu si pelaku. biasanya' telah tersedia suatu kode etik yang bersifat anjuran yang dapat mc mandu individu tersebut tentang apa saja yang dapat diterima dan apa saja yang tidak dapat diterima oleh masyarakat luas. Bila suatu tindakan dari individu dapat mempengaruhi individu yang lain (sepeni tindakan mengendarai mobil dalam keadaan mabuk) atau dapat mempengaruhi lingkungan nya (seperti pelepasan tanaman transgenik), maka biasanya ma syarakat akan membuat suatu aturan yang sifatnya mengikat. Dalam bidang bioteknologi, ada 2 kemungkinan pendekatan nonnatif yang dapat diambil da lam menyikapi pennasalahan bio-
33
memberikan panduan praktis pada etika yang muncul di tengah-te ngah masyarakat. Salah satu jalan masalah-masalah umum seperti kode etik pada bidang kedokteran adalah dengan mengembangkan Kode etik yang merupakan daftar peraturan pemerintah di tingkat nasional tentang batasan-batasan prin ip-prinsip yang harus dianut etika dalam pengembangan bio bukan merupakan panduan yang cukup untuk para eneliti ehing teknologi dan aplikasi-aplikasinya ga harus didukung oleh aturan seperti yang ada di Austria, Se tambahan . Lebih lanjut, kode etik landia Baru dan Rusia. Pendekat mengandung kelemahan dalam an yang lain adalah pengembang an kode etik oleh masing-masing hal sanksi. The Royal Society dt sektor. Beberapa masyarakat Selandia Baru mtsalnya, telah ilmiah seperti Movement for Uni memilikt kode etik, namun bila versal Scientific Responsibility ada anggotanya yang melanggar hanya dapat diberi sanksi berupa (MURS) di Perancis dan Jepang dikeluarkan dari keanggotaan, se telah mempunyai kode elik untuk
dangkan keanggotaa n bukan me rupakan hal yang wajib dalam profesi ilmiah. Karena itu, pe ngembangan peraturan baik di tingkat nasional, regional maupun internasional merupakan pende katan yang lebih baik karena sifatnya yang lebih mengikat seca ra hukum . Pendekatan pengaturan bioetika secara intemasional di anggap langkah yang paling tepat karena alasan pokok bahwa bio etika adalah masa lah yang ber sifat universal. (M . Ahkam Subro to; diambil dari berbagai sumber).
MASIH TERSEDIA .... .. ..... .
Warta Biotek edisi sebelumnya dengan topik-topik utama :
Vol. 11, No. 1-2, 1997 : Iptek Masuk Oesa
Vol. 11, No. 3-4, 1997 : Koleksi Kultur Mikroorganisme
Vol. 12, No. 1-2, 1998 : Bioteknologi Hewan
Vol. 12, No. 3·4, 1998 : Bioteknologi Tanaman
Vol. 13, No. 1·2, 1999 : Bioteknologi Lingkungan
Vol. 13, No.3, 1999: Bioteknologi Industri
Vol. 13, No.4, 1999: Bioteknologi Hak Atas KekClyaan Intelektual
Vol. 14 No.1, 2000: Tanaman Pangan Transgenik
Vol 14. No. 2, 2000: Bioteknologi Perlanian
Ulltuk melldapatkallllya, IllIbllllgi:
Sub-Bidang Dokumentasi dall TII/ormasi, Puslitballg Biotekllo[ogi
LIPI - CIBINONG
Tel. 02J-87S 1527; 021-8754587
Far:. 021-8754588
E-mail: blOteklibaralmoil.com
34
WARTA BlOTEK
PENELITlAN DAN
PE GEMBANGAN
TabuD 2001 Cioa udah Punya Tanaman Transgenik Komersi
TERBITAN BARU MENGENAl BIOTEKNOLOGI
Artikel
aJ Cina diperkirakan akan me nanam tan am an transgeniknya sendiri secara komersial pada ta hun 2001. Perk iraan ini didasar kan atas pengalihan proyeJ.. yang didanai oleh pemerintah dari pe nelitian ke produksi. Proyek seni lai 300 juta yuan (US $36,25 juta) tersebut diharapkan akan mampu mensuplai 270 ton benih jagung, 30 ton benih kedelai dan 200 ton benih padi pada tahun 200 I. Ta naman transgenik yang dikem bangkan oleh China Research Institute of Agricullural Science tersebut akan resisten terhadap ha rna sehingga akan membantu para petani dalam mcnghemat pestisi da. Institusi tersebut akan mend i rikan perusahaan baru yang kOIl1 petitif secara intemasional dengan nama Jinong Ii-Tech Co Ltd . untuk mengambil alih proyek se tetall tahun 2003. Selain jagung, kedelai dan padi tran genik, me reka juga akan mengembangkan benih transgenik lainnya. Sumber: AgBiotech Newsletter, 28 Juni 2000. (MAS).
VO . 14 NO. 3 SEPTEMBER 2000
Daftar artikel berikut merupakan koleksi dart para staf peneliti Puslitbang Bioteknologi di Clbinong. Beringer, J.E. 2000. Releasing genetically modified organisms : will any harm outweigh any advantage? Journal of Applied Ecology 37 (2): 207-214. (MAS) Bhat. M.G. 1999. On biodiversity access, intellectual property rights, and conservation. Ecological Economics 29 (3): 391-403. (MAS) Bulfield, G. 2000. Farm animal biotechnology. Trends in Biotechnology 18 (I): 10-13. (YW) Cowan D . 2000. Microbial genomes - the untapped resource. Trends in Biotechnology 18: 14-16. (MAS) Davison, A.D., C . Yeates, M .R. Gillings & 1. de Brabandere. 1999. Microorganisms, Australia and the convention on biological diversity. Biodiversity and Con ervation 8 (10): 1399-1415. (MA ) Flavell. R.B. 2000 . Plant biotechnology, moral dilemmas . Current Opinion in Plant Biology 3: 143-146. (MAS) Jansson. J. 1999. Property right on genetic resources: economic issues. Global Environmental Change 9: 313-321 . (MAS) Kennedy. A.C. 1999. Bacterial diversity in agroecosyslems [Review]. Agriculture Ecosystems & Environment 74 (1-3): 65-76. (MAS) Swanson, T . & T- Goschl. 2000. Property rights i sues involving plant genetic resources: implications of ownership for economic efficiency. Ecological Economics 32: 75-92. (MAS) Ten Kate, K & S.A . Laird. 2000. Biodiversity and business: coming to terms ~ilh the 'grand bargain' . lnternational Affairs 76 (2): 241-264 (MAS) Urn , 1.S .. I.K . Paik, M .B Chang & B.H. Lee. 1999. Effect of microbial phytase supplementation to diets with low non-phytase phosphorus levels on the performance and bioavailability of nutrients in laying hens. Asian Au tralasian Journal of Animal Sciences 12 (2): 203-208 . (YW) Wenk, C. 2000 . Recent advances in animal feed additives such as metabolic modifiers, antimicrobial agents, probiot ics, enzyme and highly available minerals-Review. Asian Australasian Journal of Animal Sciences 13 (I): 86-95. (YW)
35
BERlTA DARI INTERNET
Buku Daftar buku berikut diperoleh dari berbagai sumber.
AgBioForum: Vol. 3 No.1 Win ter, 2000 (http://www.agbioforum.org) Majalah elektromk AgBio Forum edisi Winter 2000 (Vol. J No . I) telah terbit dan dapat dibaca atau di-download dalam format PDF dari alamat di atas. Edisi kali ini mengangkat isu khusus tentang "The Economics of Neutriceuticals and Functional Foods'. Bagi pembaca yang be lum mempunyai akses ke Internet dapat memperoleh softcopy-nya dari Redaksl . (MAS)
Glosarium Biotek Online (http://www.biotechterms.org) Buku "Glossary of Biotech nology Terms" terbitan dari Tech nomic Publishing Inc. yang cukup populer itu kini tersedia dalam bentuk online di Internet. Kamus online Inl mudah digunakan sehingga cocok buat para pelajar, gum, peneliti. maupun umum yang tertarik pada bioteknologl. Situs ini disponsori oleh per usahaan biotek Monsanto sebagai bagian dari dukungannya terhadap pendidikan bioteknologi. (MAS)
Situs NY Times Tentang Pa ngan Tran genik (http://www.nytimes.com/Iibray/natio nal/sclence/healthlgm. index.html)
Di situs lOi terdapat berba gai jeni artikel tentang pangan
36
Bruneton J. 1999. Pharmacognosy, Phytochemistry, Medicinal Planta. 2nd Ed . 1131 hal. Harga: 218 USD. (TME) Clement, C , E. Pacini & J.-c. Audran (Eds). 1999. Anther and Pollen From Biology to Biotechnology. 260 hal. Harga: 159 USD. (TME) Hall , R.D. (Ed). 1999. Plant Cell Culture Protocols . 456 hal. Harga: 89,5 USD. (TME) Herman, E.B. (Ed). 2000 Regeneration and Micropropagation : Techniques, Systems and Media 1997-1999. 151 ha l. Harga: 151 USD. (TME) Jain, S.M. & S. C Minocha (Eds) . 1999. Molecular Biology of Woody Plants. Vol I. 544 hal. Harga: 238 USD. (TME) Jain, S.M., P.K. Gupta & RJ. Newton (Eds). 1999. Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Vol 4. 560 hal. Harga: 285 USD. (TME)
Prosiding Prosiding di bawah ini diperoleh darl berbagai sumber. Tanda asterik (*) merupakan koleksi dari Redaksi . Altman, A, M. Zirv & S. Izhar. (Eds). 1999. Plant Biotechnology and In Vitro Biology in the 21 it Century. Proceedings of the 1998 Congress of the International Association of P lant Tissue Culture. 888 hal. Harga: 430 USD. (TME) Arencibia. A.D. (Ed). 2000. Plant Genetic Engineering. Proceedings of the International Symposium on Plant Genetics Engineering, December 6-10. 1999. Havana Cuba. 282 haL Harga: 136 usn. (TME) ·Damaedi, D., lrawati, H. Wiriadinata. R. Abdulhadi, Suhirman, D.M. Puspitaningtyas. D. Asikin, J.T. Hadiah & D. Widyatmoko (Eds). 1999. Prosiding Seminar Nasional Kon ervasi Flora Nusantara. UPT Balai Pengembangan Kebun Raya-LLPI. ISBN. 979-8539-15-X. 309 hal. (TME) Mugnozza, G.T.S., E. Porceddu & M.A. Pagnotta (Eds). 1999. Genetics and Breeding for Crop Quality and Resistance. Proceedings of the 1998 EUCARPJA Congress. 432 Hal. Harga: 207 USD. (TME) *Nurhaimi-Haris Siswanto & Y . Away (Eds). 2000 . Prosiding Pertemuan Teknis. Bioteknologi Perkebunan untuk Praktek. Unit Penelitaan Bloteknologi P rkebunan . Asosiasi Penelitla.l1 Perkebunan IndoneSIa ISBN . 979-8106-05-9. 88 hal. (TME)
WARTA BlOTEK
transgenik, baik yang pro maupun anti-bioteknologi. Topik-topik yang ada melipuli isu-isu poliLik, industri . ilmiah dan opilli publik seputar debat pangan transgenik. Pada situs ini juga terdapat daftar Link terkait dan beberapa artikel tentang diagram mekanisme mo diftkasi tanarnan. Pengunjung ju ga dapat menelaah infonnasi yang dikirim oleh pengunjung lain dan dapat berparti ipa i dalam forum diskusi yang sedang berlangsung tentang pangan transgen ik pada
http://forums.nytimes com/webinl WebX? 13@@.fOa8abb (MAS)
Artikel HaKJ Biotek dari Uni
ver itas Cbicago
(http://WW\v.la\ .uchicago.edulPu
blication IWorking/index.html)
Di situs ini dapat ditemukan artikel HaKI dengan judul "In tellectual Property in an Age of Software and Biotechnology" oleh Kenneth W. Dam dari The University of Chicago, AS. Paper setebal 32 hal ini (besar file 184 KB) dapat di-download sccara gratis dalam fonnal PDF. (MAS)
DANAPENELmAN
CSIRO-LIPI Awards CSTRO melalui proyeknya yang bernama Management and Systems Strengthening (MSS) LlPI memberikan dana untuk pelalihan bagi para staf peneliti LIP) selama 1-3 bulan di Austra lia. Dana ini diperuntukkan bagi
VOL. 14 NO.3 I;)EPTEMBER 2000
Tnformasi Teknis Dokumen lengkap Informasi Teknis di bawah ini merupakan koleksi yang dimiliki oleh para staf peneliti Puslitbang Bioteknologi. Fotokopi dapat diperoleh dari Redaksi dengan mengganti biaya fotokopi dan ongkos kirim. Arya, S., S. Sharma, R. Kaur & 1. Dev Arya. 1999. Micropropagation of Dendroealamus asper by shoot proliferation using seeds. Plant Cell Reports 18: 879-882. (TME) Carimi, F., F. de Pasqueale & F.G. Crescimanno. 1999. Somatic embryogenesis and plant regeneration from pistil thin cell layer of Citrus. Plant Cell Reports 18: 935-940. (TME) Chandelier, A., P. du Jarnin, C. Avril & M . Paques. 1999, Identification of mitochondrial plasmid-like DNAs Picea abies (L.) Karst Plant Cell Reports 18: 841·847 . (TME) Hofer, M., A. Touraev & E. Heberle-Bors. 1999. Induction of embryogenesis from isolated apple microspores. Plant Cell Reports 18:1012-1017. (TME) Mercado I .A., L El Mansouri, S. Jimenez-Bermudez, F. Pliego-Alfaro & M.A. Quesada . 1999. A convenient protocol for extraction and purification of DNA [rom Fragaria. In Vitro Cellular & Developmental Biology- Plant 35: 152-153 . (MAS) Prakash, E., P.S. Sha Valli Khan, P. airam Reddy & K.R. Rao. 1999. Regeneration of plants f.rom seed-derived callus of Hybanthus el1neaspermus L. Muell., a rare ethnobotanical herb. Plant Cell Reports 18: 873-878 . (TME) Prakash, 0., A. Sood, M. Shanna & P.S. Ahuja.1999. Grafting micropropagated tca [Camellia sinensis (L.) O. Kuntze] shoot on tea seed lings - a new approach to tea propagation. Plant Cell Reports 18: 883-888. (TME) Sairam. R.V ., N. Seetharama, P.S. Devi, A. Verma, U.R. Murthy & 1. Potrykus. 1999. Culture and regeneration of mesophyll·derived protoplasts of sorghum [Shorghum hieolor (L.) Moench]. Plant Cell Report 18:972-977. (TME) Tian, D & RJ . Rose. 1999. Asymmetric somatic hybridisation between the annual legumes Medieago truncatuia and Medicago scuteLlala. Plant Cell Reports 18:989-996. (TME) Vendrame, W.A., G. Kochert & HY. Wetztein . 1999. AFLP analysis of variation in pecan embryos. Plant Cell Reports 18: 853-857. (TME) Wawrosch, C., N. Maskay & B. Kopp . 1999. Micropropagation of the threatened N palese medicinal plant Swertia ehirata Buch.-Ham. Ex Wall. Plant Cell Reports 18:997-1001. (TME)
37
keperluan peneliti LI PI melaku kan penelitian di CSIRO Australia atau bagi peneliti CSIRO untuk bekerja di LIPI di Indonesia. Penerima dana ini haru menye tujui perjanjian yang akan ditentu kan. Dana ini tersedia untuk jangka waktu paling lambat bulan De ember 200 I. Lama penelilian antara 1-3 bulan . Dana yang di berikan meliputi pembelian liket pesawat, biaya hidup di Australia sebesar 3000 dolar Austral ia un tuk bulan pertama, selanjutnya se besar 1200 dolar untuk bulan ke dua dan ket iga, pembelian buku sebesar 100 dolar per bu lan, asuransi kesehatan, transportasi lokal di Australia, dan biaya pene litian yang diminta oleh instansi tempat dilakukannya peneLitian. Proposal penelitian harus disah kan oleh kepala instansi UPI dan diserahkan kepada kantor MSS LlPI di Jakarta (Dr. Tom Spur ling) untuk diproses lebih lanjut. Tidak ada ketentuan tanggal pe nyerahan proposal. Prioritas pene lit jan adalah program yang telah dikonsultasikan antara LIPI dan CSIRO atau instansi akademik di Australia. Instansi di Australia un tuk tempat pelaksanaan penelitian ditentukan oleh CSIRO. Informasi lebih lanjut bisa dipcroleh dari: Dr. Tom Spurling MSS-L1PIOffice Telp . 021-527 6021 Fax . 021-527 7125 (TME)
38
Laporao Daftar laporan di bawah Redaksi.
In!
merupakan koleksi yang dimiliki oleh
B & rSNAR. 1999. Consi ering Biosafety and Biotechnology from an ASARECA Perspective: Assessing the Feasibility of a Regional Initiative on Biotechnology for Agricultural Research in Eastern and Central Africa. UNOPS Project: GLO/98/134/ ISNAR Project: RAF320. 97 hal. (MAS) McGuire, S., G. Manicad & L. Sperling. 1999. Technical and Institutional Issues in Participatory Plant Breeding - Done from Perspective of Farmer Plant Breeding. A Global Analysis of Issues and Current Experience . PRGA Program Working Document No.2. CIA T Communications Unit. (MAS) USDA. 1999. Update on Bt Com and Other New Technology. Feed YearbooklFDS-1999/ApriI1999: 9-10. (MAS)
Perangkat Luoak Program komputer di bawah ini merupakan kaleksi daTi Redaksi . Bagi yang berminat dapat memperoJehnya dari Redaksi (versi lengkap untuk program freeware/shareware dan versi demo untuk program komersial). Plasmid 1.1 Penerbit Tahun terbit Versi Sistem operasi Ukuran Harga
: Redasoft Inc. (http://www.redasaft.com) : 2000 : SI99 .95 : Win 95/98/NT/2CG0. : 1.6 MB (versi komersial). : US $199,95.
1. I mcrupakan program untuk J\.cgunaan Plasmid menggambar plasmid dengan mudah dan cepat Plasmid I . I mcmiliki banyak fitur yang bem1anfaat dcngan lingkungan t!diling WYSIWYG (what you see what YOIl gel) . Pela vektor dapal dibuat dengan atau mopa informasl sckuens. Sekuens dupat diimpor dari file dalam beberapa fannat populer atau da~ Internet dcngan sekali tekan sebuah tombol Anallsls restnksl dnpar dib.kukan dengan menggunakan bcrbagai macam enzlm yang diambil dari REBASE . umbt!f Biotech Software & Internet Repon I (1-2). 2000. (MAS)
WARTA BIOTEK
Vavilov-Frankel Fellowsbips 2001 lPGRl memberikan dana penelitian yang diberi nama 'Va vilov-Frankel Fellowship Fund' yang bekerjasama dengan pakar pendidikan Nikolai Ivanovich Va vilov dan Otto Frankel dl bldang plant science. Dana penelitian Illi diberikan dengan tujuan mendu kung konservasl dan pemanfaatan sumberdaya geneti!... di negard-ne gara berkembang. PenelitJan dapat dilakukan di negara lain dengan jangka waktu 3 bulan sampai de ngan 1 tahun. Penelitian haIus di rancang sedemikian rupa chingga dapat diterapkan di negara send.ri. Unluk taJlUn 2001 disediakan dana US$ 50.000 dan etiap pelamar bisa mendapatkan sampai dengan U~$ 25.000 yang akan digunakan untuk pembelian tiket pesawat, biaya hidup, registrasi peralalan dan keperJuan penelitian. keikut sertaan dalam eminar dan keper luan lainnya yang berhubungan dengan peneJitian. Penelitian diu tamakan untuk topik yang bersifat inovatif di bidang teknologi dan strategi konservasi, aspek sosio ekonomi dan kemanusiaan dari pemanfaatan konservasi, pengelo lsan plasma nutfah. sumberdaya genetik hutan, pengembangan ke bijaksanaan. pengkaj ian erosi ge netik mitigasi dan konservasi, dan pemanfaatan spesies tanaman pa ngan terpilih Penelitian ten tang pemuliaan tanaman dan karakteri .. sasi molekuler kurang diprioritas kan. Pelamar diharapkan dapat mempresentasikan hasil peneliti annya pada seminar mtemasional
dalam jangka waktu sampa. de ngan satu tahun seteJah selesai pe I1clitiannya. Untuk tahun 2001 da na pene!itian ini dibuka untuk pe lamar daTi negara-negara berkem bang dengan syarat usia pe!amar maksimum 3S tahun, mempunyai ijazah master atau setaranya. atau doktor pada bidang yang sesllai. FormuJir lamaran tersedia dalam bahasa Inggris. Perancis atau panyol. Lamaran dapat diklrim melalui e-mail , pas atau fax dan ditenma oleh IPGRJ selambatnya tanggal 15 Nopember 2000. For mulir lamaran harus disertai de ngan sural lamaran. biodata pe lamar, dan propo al penelitian ti dak lebih dari 1000 kata yang meliputi tujuan, bahan dan cara kelja. serta justifikasi penel itian Surat kesediaan installsi luar oe geri djmana penelitian akan dila kukan juga harus disertakan . Pengumuman penerimaan dana penelitian ini akan disampaikan selambatnya tanggal 3) Maret 2001, dan dana ini dapat digu nakan selambatnya tanggal 31 Desember 200 I. Formulir lamaran dan keterangan lebih lanjut dapat diperoJeh dar.:
PERTEMUAN YANG AKAN DATANG
7-8 Nopember 2000: Kongres dan Seminar Nasional Perhimpun an Bioteknologi Pertanian Indone sia TV, Yogyakarta. Kontak: Dr. Jr. S.M. Widyastuti, M.Sc. Sekretariat Kongres dan Seminar Nasional Perhimpunan Biotekno logi Pertaniao indonesia IV Laboratorium Perlindungan Hutan Fakultas Kehutanan UGM, Bulaksumur, Yogyakarta. Telp. 0274-90140 I Fax. 0274-901420 563062 E-mail:
[email protected] (TME) 12-16 Nopcmbcr 2000: 7th Paci fic Rim Biotechnology Conferen ce and Expo 2000, Vancouver, Kanada. Kontak : Secretariat BCBA 200-3250 East Mall, Vancouver. BC, Canada
V6T
IW5 Telp.: 604221 3065 Fax.: 604221 3027 Email:
[email protected] (TME)
Vavilov-Frankel Fe! lowship, IPGRI Via delle Sette Chi e 142, 00145 Rome, Italy Fa: 39-065750309 E-mail:
[email protected] 11 ttp://www.ipgri.egiar .orgltrain inglvavilov.htm (TME)
13-16 November 2000: Pests and Diseases 2000, BCPC Conferen ce. Brighton. UK. Kontak: Conference Secretariat Tel: +44 (0) 20 7228 Fax: +44 (0) 20 7924 1790 Email:
[email protected] http://www.bcpc.orglbcpcconfe renee. (MAS)
VOL. 14 NO . 3 SEPTEMBER 2000
39
VOL. 14 NO.3 SEPTEMBER 2000
41
15-18 November 2000: Agbio tech 2000: Innovation in Asia, Singapura. KontakThe Secretariat Tel: +(65) 299-8992 Fax: +(65) 299-8983 Email:
[email protected] http://www.nature.com/nbtlconfer enceS/singapore (MAS)
KURSUSIPELATIHAN YANG AKAN DATANG
6-9 Nopember 2000: Molecular Biology and Genetics Engineer ing, Oxford, UK. Kontak: Rachel Bristow Continuing Professional Development Centre Department o f Continuing Education, University of Oxford Suite I, Littlegate House ] 6/17 Ebbes Street, Oxford UK OXIIPT Telp.: 44 1865 286939 Fax.: 44 1865 286 934 Email:
[email protected] (TME)
I
P ERTEMUAN YANG LALU
Conference of the Parties 5 dad CBD (COPS-CBD) Nairobi. 15-26 Mei 2000
Conference of the Parties 5 dari Konvensl mengenai Keaneka ragaman Hayatl (CBD) telah di e lenggarakan selama 10 hari dl Nairobi. Pada konperensi kali ini
40
dilakukan pula penandatanganan "Biosafety Protocol" oleh 67 ne gara termasuk Indonesia. Sampai saat ini. implemen tasi CBO dl Indonesia masih sa ngat minimaL Karena iru, d ireko mendasikan hal-hal berikut yang perlu dilakukan oleh Indonesia: I. Pemasyarakatan Konvensi ke sektor-sektor: memang benar bahwa Kantor Menteri Negara Lingkungan Hidup (Meneg LH) adalah Peng hubung Utama (Focal Point) Indonesia untuk Konvensi mengenai Keanekaragaman Hayati ini Tetapi pelaksana an kegiatan Konvensi tentu nya adalah di departemen tek nis (pertanian, kehutanan, tn dustri , dalam negeri, UPI, BPPT, universitas, dsb ). Agaknya Kantor Meneg LH belum melaksanakan pema syarakatan ini secara maksi mal karena pendanaan yang memang tidak terencanakan. Jadi perlu penganggaran khu sus untuk melakukan hal ini dan diperjuangkan oleh Kan tor Meneg LH ke Pusat Peme rintahan. 2. Laporao Nasional: salah satu keputusan COP5 adalah me ngenai Laporan Nasional yang perlu dimasukkan oleh setiap Pihak Konvensi dengan mengikuti format yang telah tersedia . Kantor Meneg LH udak lagi dapat menangan i cm.llri penyiapan \aporan na sional ini blla akan ditangani secara sungguh-sungguh Un luk itu kelerlibataJl sektor-sek tor dalam penyiapannya mut
lak diperlukan agar Laporan Nasional Indonesia benar-be nar milik Indonesia dan bukan hanya sekedarnya dibuat oleh Kantor Meneg LH 3, Akse.
kepada Keanekara gaman Hayati: di tingkat
ASEAN keinginan untuk mengatur mengenai akses ini sedang berjalan. Sebuah bu ram mengenai Akses kepada keanekaragaman hayati telah pula disiapkan yang khabar nya dalam waktu dekat akan disyahkan berlakunya di nega ra-negara anggota ASEAN . Indonesia sendiri belum me miliki peraturan ini hingga setiap pihak bebas melakukan transaksi yang berkenaan de ngan akses kepada keanekara gaman hayati inL Adalah me rupakan hal yang mendesak untuk dilakukan Indonesia, yaitu peraturan mengenai Ak ses yang disepakatl oleh sek tor-sektor yang bcrkepenting an. UPI khabamya telah mengambil inisiatif. Bila de miklan, inisiatif ini perJu di dorong oleh Pimpinan LIP I untuk egera menyelesaikan nya. 4 Clearing House Mechanism: sebagai upaya melancarkan kerjasama ilmiah di lingkup Konvensi telah dikembangkan sebuah Clearing House Me chanism (CHM) yang menam pung dan menyebarluaskan informasl eeara e1ektronik kepada setiap Pihak Konven Sl etiap Pihak diharapkan mengembangkan sendiri CH Mini di negaranya sehingga
WARl A BIOTEK
PETUNJUK PENULISAN NASKAH
I. Warta Biolek memuat lulisan asli (bukan terjemahan) berupa ulasan semi populer dalam bidang
biolcknologi . 2. Naskah ditulis dalam bahasa Indonesia yang baik
Pras. N., H.J. Woerdenberg & W van Uden . 1995 . The power of plant enzymes in bioconvcrsions .
AgBiotech New and Information 7 (12): 231 N-243N.
Prosiding :
McLean. R.G . 1990. Some legal aspect of strategic alliances for Australian Biotechnology
Companies. Dalam: Proceedings of the 9th Australian Biotechnology Conference, Gold Coast: Uni
versity of Qeensland, pp. 36-40.
Paten :
Zhu. Q . &
c.J.
Lamb. 1995 . Rice chitinase promoter. US Patent No. 05399680 .
LABORATORIUM KONSERVASI & GENrnKA TANAMAN BALAI BIAK SEL DAN JARINGAN
Puslitbang Bioteknologi - LIPI Melayani:
• Aoalisis genetika tanamao • Konservasi taoama 1 in vitro • Konservasi beoih Hubungi: Telpoo : 021-8754587
Fax: 021-8754588
PT. DIPA PBARMALAB lNTERSAlNS
Jt Kebon Jeruk Raya No. 66 - Jakarta 11530
Telp. (021) 5350535 Fax : (021) 5481322
Kaml slap melayanl penelusuran literatur melalui :
EXCLUSIVE D1SlltIBUTOR FOR:
1. Intemet (penelusuran Informasi dan email) 2. CD-ROM (AbstrakITeks lengkap) 3. CCoD (Current Contents on Disc) 4. OPAC (Online Public Access
Catalog)
. . Labs)7stemS· ELISA MACHINE
Selamat data ng di DOKINFO P3Bioteknologi lIPI
: Photometer I Microplate Reader. Washer. Incubator. Oiapenser. Strips & plates
PIPETTE (FlNPlPETT1:): Singlechannel. Multichannel. Digital
llPS
e
Anda membutuhkan Informasi lebih lanjut ? Silahkan hubUngi petugas karni atau email ke :
[email protected]
: Yellow & Blue tips; s1IIrile tips
JT BAKER - USA
CHEMICAL. PRO ANALYSIS, SOLVENT HPLC GRADES,
ELECTROPHORESIS PRODUTCS, BIOLOGICAL BUFFERS,
PRODUCT FOR F£RMENTA110NlCEU CULlURE, STAINS AND DYES
PAKET PELAnHAN di PUSLITBANG BIOTEKNOLOGI - LlPI
• Embrio trclnster dan teknik tertilisasi ternak • Trans(ormasi gen pada tanaman • Analisis peR, Western Blot, RAPD dan isoenzim • Bioremed iasi • Pembuatan nata de coco • Pem buata n pupu k bio Hubungi :
TelpOD: 021-8754587; Fax: 021-8754588