BIDANG UNGGULAN: PERGURUAN TINGGI-HIBAH PASCASARJANA
LAPORAN AKHIR HASIL PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGIHIBAH PASCASARJANA (TAHUN KE-1) TAHUN ANGGARAN 2012
Judul
: EKSPLORASI KARAKTER MOLEKUL PERIDININ CHLOROPHYL CELL PIGMEN (PCP) ALGA Nanochloropsis oculata DAN Hallimeda sp: UPAYA PENGEMBANGAN PENGENDALIAN PENYAKIT VIRUS PADA IKANI BERBASIS BAHAN HAYATI
Ketua Anggota
: Dr. Uun Yanuhar, S.Pi.,M.Si : Ir. Nicodemus Dahoklory, MSi
Dibiayai oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, Melalui DIPA Universitas Brawijaya nomor: 0636/02304.2.16/15/2012, tanggal 9 Desember 2011, dan berdasarkan SK Rektor Universitas Brawijaya Nomor: 058/SK/2012 tanggal 8 Pebruari 2012
Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Brawijaya 2012
HALAMAN PENGESAHAN PENELITIAN UNGGULAN PERGURUAN TINGGI-HIBAH PASCARSARJANA
1. Judul Penelitian
: Eksplorasi Karakter Molekul Peridinin Chlorophyl Cell Pigmen (PCP) alga Nanochloropsis oculata Dan halimeda sp. Upaya Pengembangan Pengendalian Penyakit Virus Pada Ikani Berbasis Bahan Hayati
2. Bidang Unggulan
: Perguruan Tinggi- Hibah Pascasarjana/ Gizi, Kesehatan, dan Obat-obatan
3. Ketua Peneliti
:
a. Nama Lengkap
: Dr. Uun Yanuhar, S.Pi.,M.Si
b. Jenis Kelamin
: Perempuan (P)
c.NIP
: 19730404200212 2 001
d. NIDN e Jabatan Fungsional
: 0004047304 : Lektor Kepala
f. Jabatan Struktural
:-
g. Bidang Keahlian
: Bioteknologi.
h. Fakultas/ Jurusan
: Perikanan Dan Ilmu Kelautan UB
i. Alamat Rumah
: Perum Vila Bukit Sengkaling Bloak Ai No.5 Dau Landungsari, Malang
j. E-mail
:
[email protected];
[email protected]
k. Nomor Hp
: 081931892262
4. Daftar Tim Peneliti Nama 1. Dr. Uun Yanuhar, Spi., MSi
Bidang Keahlian Bioteknologi
Fakultas/ Jurusan FPIK/MSP
2. Ir. Nicodemus Dahoklory, M.Si
Teknologi Kelautan
FPIK/PPS FPIK
Perguruan Tinggi Universitas Brawiajaya Universitas Brawijaya
ABSTRAK
Komoditas ikan kerapu tikus (Cromileptes altivelis) sebagai salah salah satu andalan komoditas eksport di bidang perikanan dan kelautan sampai saat ini, yang mempunyai permasalahan pada industri budidaya karena serangan virus RNA VNN, melalui ekplorasi penelitian ini telah dihasilkan informasi penelitian yakni berdasarkan hasil eksplorasi awal telah dihasilkan metode isolasi PCP alga laut N. oculata dan Halymeda sp. untuk anti viral. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah mendapatkan bahan peridinin chlorophyl (PCP) alga Nannochloropsis oculata (N. oculata) sebagai inducer P56 untuk inhibitor virus RNA viral nervouse necrotic (VNN) dalam meregulatory viabilitas imun pada ikan kerapu. Tujuan khusus penelitian ini yang sudah dicapai adalah dihasilkan metode isolasi dan produk crude PCP yang telah diujikan pada ikan kerapu uji secara imunisasi. Hasil pengujian awal PCP masih dalam crude protein adalah mampu memberikan respon ketahanan imun ikan kerapu adalah dengan meningkatkan viabilitas tubuh dan kelulushidupan ikan kerapu terhadap serangan virus VNN. Hasil ini dapat dilihat dari respon awal CD4, CD8, TNF alfa, Ifn gamma, dan MHC dengan pemeriksaan imunokimia. Hasil tersebut memberikan respon terhadap sistem proteksi awal ikan kerapu tikus. Penelitian selanjutnya akan direkomendasikan untuk membuat PCP murni dari N. oculata dan atau Halimeda sp. Sebagai bahan antiviral yang dapat dibuktikan secara proteomik dan genomik dalam mengeliminasi virus RNA VNN sebagai penyebab kematian utama ikan kerapu. Kata-kata kunci : Halimeda, kerapu, N. oculata , Metode, PCP, RNA VNN
ABSTRACT
Humpback grouper (Cromileptes altivelis) is one of the main export commodities in the field of fisheries and marine to date. These commodities have a problem in the aquaculture industry because of RNA virus attack i.e VNN. Through this research has generated research information that is based on the results of initial exploration has produced isolation method PCP algae Nannochloropsis oculata (N. oculata) and Halymeda sp. for anti-viral. Long-term goal of this research is to obtain material peridinin chlorophyl (PCP) algae N. oculata as an inducer of P56 to inhibit RNA viruses viral nervouse necrotic (VNN) in regulator of the immune viability of the grouper. The specific aims of this study has been achieved is the method of isolation and the product of crude PCP that has been tested on grouper by immunization. The initial test results of PCP in the form of crude protein is able to provide immune defense responses of grouper by increasing the body's viability and survival of grouper VNN virus attacks. These results can be seen from the initial response of CD4, CD8, TNF alpha, IFN gamma and MHC with immunochemical examination. These results provide initial protection system in response to mouse grouper. Future studies will be recommended to make pure PCP from N. oculata and or Halimeda sp. As an antiviral substance as evidenced in proteomics and genomics in eliminating viral RNA VNN as the leading cause of death for grouper Keywords : Halymeda, Humpback grouper, N. oculata, PCP, RNA VNN
RINGKASAN
Ikan Kerapu tikus Cromileptes altivelis) hingga saat ini merupakan salah satu andalan komoditas eksport di bidang perikanan dan kelautan, bahkan menurut program pengembangan riset kelautan dan perikanan komoditi ini terus dikembangkan hingga tahun 2020 pembenihannya. Masalah yang muncul dalam budidaya ikan kerapu tikus adalah kematian massal yakni mencapai 100% diakibatkan oleh infeksi virus yang disebut Viral Nervous Necrotic (VNN). Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah mendapatkan bahan peridinin chlorophyl (PCP) mikroalga laut Nanochloropsis oculata (N. oculata) dan Halimeda sp untuk upaya pengembangan pengendalian penyakit virus pada ikani berbasis bahan hayati. Tujuan khusus penelitian yang sudah dicapai dalam penelitian tahap I adalah terksplorasi dan terisolasinya PCP alga laut N. oculata dan Halimeda sp. Sebagai bahan crude protein untuk anti viral VNN. Tujuan jangka panjang dalam penelitian ini adalah untuk mendapatkan PCP alga N. oculata dan halimeda sp. , sebagai bahan antiviral untuk pengembangan pengendalian penyakit virus pada ikani berbasis bahan hayati. Penelitian ini akan dibuktikan secara proteomik dan genomik dengan melihat terbentuknya inducer didalam ikan yang berfungsi untuk mengeliminasi virus RNA VNN. Fungsinya inducer adalah untuk meregulatori viabilitas sistem imun pada ikan kerapu sehingga dapat meningkatkan sistem viabilitas atau ketahanan dan kelulushidupan ikan kerapu budidaya sebagai salah satu komoditi unggulan di sektor perikanan dan kelautan. Target khusus penelitian yakni diperolehnya indikator keberhasilan mengisolasi PCP. Metode penelitian untuk mencapai target penelitian adalah mengeksplorasi berbagai metode isolasi PCP, mengisolasi crude PCP, mengujinya secara in vitro dan invivo, mempurifikasi PCP, modifikasi metode isolasi , menguji bahan isolat crude PCP secara in vitro dan in vivo pada ikan kerapu tikus, dan mengukur respon imun seluler ikan sebagai respon viabilitas imun dan anti virus RNA VNN yakni ekspresi molekul CD4, CD8, NK cell, MHC, IFN gamma. Penelitian Tahap I yakni telah dihasilkan eksplorasi dan eksperimen meliputi pengumpulan isolat alga laut, kultur mikroalgae laut N. oculata, eksplorasi dan isolasi protein atau molekul protein PCP dari alga laut N. oculata dan Halimeda sp., isolasi virus (VNN) pada ikan kerapu tikus terinfeksi VNN, ekstraksi dan identifikasi crude PCP protein, pengujian crude PCP, purifikasi dan perbanyakan isolat PCP, pelabelan PCP, pengujian protein PCP pada ikan kerapu. Pengukuran respon imun awal dengan pemberian PCP pada ikan kerapu menunjukkan terbentuknya respon antivirus yakni terbentuknya molekul MHC klas I, sel CD4, CD8, IFN gamma, dan TNF alfa dalam fungsinya membentuk protein P56 yang akan dibuktikan dalam penelitian tahap berikutnya, dimana protein ini didalam sel inang berfungsi sebagai inducer dalam menginhibitori proliferasi virus seperti virus RNA VNN yang mengakibatkan kematian ikan kerapu pada berbagai stadia hingga seratus persen.
SUMMARY
Humpback grouper Cromileptes altivelis) to date is one of the main export commodities in the fishery, even according to the development research program of marine and fisheries, commodities continues to be developed by 2020 in seed. Problems that arise in Humpback grouper is mass mortality reaching 100% caused by a virus infection called Viral Nervous Necrotic (VNN). Long-term goal of this research was to get ingredient peridinin chlorophyl (PCP) from marine microalgae both Nannochloropsis oculata (N. oculata) and Halimeda sp as a virus disease control development efforts on fish bio-based materials. The specific aims of the research that has been achieved in the first phase of research were the exploration and isolation of PCP of marine algae both N. oculata and Halimeda sp. as the crude materials for anti-viral protein VNN. Long-term goal of this research is to obtain PCP from algae both N. oculata and Halimeda sp. as the material for the development of antiviral control of viral illness in fish biobased materials. The research will be evidenced by proteomics and genomics to see the formation of an inducer in fish that serve to eliminate the virus RNA VNN. Its inducer function is to regulate viability of grouper immune system so as to improve system robustness and viability or survival of grouper aquaculture as one of the leading commodities in the fishery sector. Specific target research is earned a success indicator to isolate PCP. Methods of research to achieve the target of the research is to explore different methods of isolation of PCP, test them by both in vitro and in vivo, purify PCP, modified isolation method, testing the PCP crude isolates by in vitro and in vivo in grouper, and measure the cellular immune response of fish as the viability of the immune response and anti virus of RNA VNN trough molecule expression of CD4, CD8, NK cells, MHC, IFN gamma. Phase I study that has generated exploration and experimentation involves collecting isolates of marine algae , the culture of marine microalgae N. oculata, exploration and isolation of proteins or protein molecules of PCP from marine algae N. oculata and Halimeda sp., virus isolation (VNN) in infected grouper, extraction and identification of PCP crude protein, crude PCP testing, purification and propagation isolates PCP, labeling PCP, PCP protein testing on a grouper. Measurement of early immune response by administering PCP in grouper showed that the formation of the antiviral response of MHC class I, CD4, CD8, IFN gamma and TNF alpha protein in its function to form P56 which will be proved in the next phase of research, in which these proteins in the cell host inhibitor as inducer in viral proliferation as RNA VNN viruses that cause death of grouper at various stadia up to one hundred percent.
DAFTAR PUSTAKA Ae Park, M., Sohn, sang-Gyu. 2000. Status of Desease of Seves Band Grouper Epinephelus septemfasciatus, in Korea RO. Pathology Devision. South Sea fisheries research Institute. National Fisheries research and Development Institute. p. 35-37. Aldridge, P.D, Grai,N.A., Hirst, P.H, Anjam Khan, N. 2005. Ephithelial Bacterial Pathogen Interaction. Blackwell Synergy – Molecular Microbiology, Vol 55. Issue 3. p 655. Bloch, B., Gravningen, K. & Larsen, J. L. 1991. Encephalomyelitis among turbot associated with a piconodavirus-like agent. Diseases of Aquatic Organisms 10, 65-70. Breuil, G., Bonami, J. R., Pepin, J. F. & Pichot, Y. 1991. Viral infection (Picorna-like virus) associated with mass mortalities in hatchery-reared sea bass (Dicentrarchus labrax) larvae and juveniles. Aquaculture 97, 109-116. Forum Inovasi Technic Aquacullture (FITA) . 2009. Kumpulan Laporan dan Komunikasi Hasil Penelitian Seminar Nasional. Hotel Majapait Surabaya. Glazebrook, J. S., Heasman, M. P. & De Beer, S. W. (1990). Picornalike viral particles associated with mass mortalities in larval barramundi, Lates calcarifer (Bloch). Journal of Fish Diseases 13, 245-249. Gunawan, I dan U. Yanuhar, 2009. Ekspresi Protein Imunogenik Viral Nervous Necrotic (VNN) Isolat Lokal Yang Menginfeksi Grouper Cromileptes altivelis. Seminar Nasional MAI 2009. Hotel Sheraton Jogjakarta. Irawan, B dan U. Yanuhar. 2009. Pemanfaatan Mikroalga laut N. oculata sebagai Sumber Bioaktif Terpenoid Untuk Antibakteri. Laporan Tugas Akhir. FPIK UB Jawetzs., Melnick & Adelberg’s. 2006. Medical Microbiology. twenty –third edition. Mc Graw Hill. p. 536-571. Kopp, E., Medzhitov, R. 2003. Recognition of Microbial Infection by Toll-like receptor. Elsevier. Curent Opinion in Immunology. 15:396-401. Kothary, M.H., Delston, R.B., Curtis, S.K., Mc. Cardell, B.A. Tall, B.D. 2001. Purification and Characterization of a Vulnificolysin-like Cytolysin Produced by Vibrio tubiashii. Applied and Environmental Microbiology, August Vol. 68, No. 8, p.37073711 Maeno, Y., Leobert D. De La Pena and Erlinda R. Cruz-Lacierda. 2007. Susceptibility of Fish Species Cultured in Mangrove Brackish Area to Piscine Nodavirus. JARQ 41 (1), p : 95 – 99 Masitoh, M.M &U. Yanuhar, 2009. Pemanfaatan Ekstrak Mikroalga Laut N. oculata sebagai Sumber Antioksidant Superoxide Dismutase dan Malanoldehaldehide pada Otak Ikan Kerapu Tikus yang Terinfeksi Vibrio alginolyticus . Laporan Tugas Akhir, Juni. FPIK UB Masitoh, M.M., Irawan, B., Rahmawaty, A., Yanuhar, U. 2009. Potensi Ekstrak Mikroalga Laut N. oculata Sebagai Sumber Antioksidant dan Antibakteri. Laporan Pekan Kreatifitas Mahasiswa. Ditjen Dikti. Universitas Brawijaya. Mori, K., Nakai, T., Muroga, K., Arimoto, M., Mushiake, K. & Furusawa, I. 1991. Properties of a new virus belonging to Nodaviridae found inlarval striped jack (Pseudocaranx dentex) with nervous necrosis. Virology 187, 368-371.
Munday, B. L., Langdon, J. S., Hyatt, A. & Humphrey, J. D. 1992. Mass mortality associated with a viral-induced vacuolating encephalopathy and retinopathy of larval and juvenile barramundi, Lates calcarifer Bloch. Aquaculture 103, 197-211. Nagasawa, K. dan Cruz-Lacierda, T.R. 2004. Diseases of Cultured Grouper. South East Asean Fisheries Development Center Aquaculture Department. Government of Japan Trust Fund. Nguyen, H. D. 1997. Tissue distribution of striped jack nervous necrosis virus (SJNNV) in adul striped jack. Diseases Of Aquatic Organism 28. 82-91. Nurjana, 2010. Komunikasi Dalam Rangka Ujian Terbuka Program Pascasarjana Pertanian, Program Doktor, 1 April 2009. Rahmawaty, A., Nurdiani, R. dan Yanuhar, 2009. Pemanfaatan Ekstrak Mikroalga Laut N. oculata sebagai Sumber Antioksidant Superoxide Dismutase dan Malanoldehaldehide pada Organ Ginjal Ikan Kerapu Tikus yang Terinfeksi Vibrio alginolyticus . Laporan Tugas Akhir, Agustusi. FPIK UB Ramboarina, S., Fernandes P., Danielll, S., Islam, S., Simpson, P., Frankel, G., Booy, F. Donnenberg, M.S., Mattews, S. 2005. Structure of Bundle Forming Pilus From Entheropathogenic E.coli. J.Biol.Chem. December 2, Vol 280, p.40252-40260. SEAFDEC, 2001. Husbandry and Health Management of Grouper. SEAFDEC Aquaculture Department, Tigbauan 5021, Iloilo, Philippines. 94 page. Setiawan, A.. Yanuhar, U., Sukoso. 2009. Ekspresi Interleukin 6 (IL-6), CD4 dan CD8 Pada Organ Spesifik Ikan Kerapu Tikus (Cromileptes altivelis) Terhadap Infeksi Vibrio spp. dan VNN (Viral Nervous Necrosis). Tesis Pascasarjana FPIK. Shahidi , F. 2007. Nutraceuthicals and Heatlhful Products from Aquatic Resources. Health and Nutrition from The Sea. The Journal Ocean of Technology. Paper and Review. Departmment of Biochemistry, Memoryal University of Newfoundland , St. John’s , NL Canada, A1B, 3X9.p. 36-48. Subiyakto. 2010. Efektifitas Transfeksi, Mikroinjeksi dan Elektrophorasi Untuk Transfer Gen Hormon Pertumbuhan GH Pada Ikan Kerapu Tikus (Cromileptes altivelis). Ringkasan Disertasi Pascasarjana Universitas Brawijaya Malang. Sugama, I.K. 2007. Kebijakan Pembangunan Perikanan dan Kelautan pada Prospek Terkini. Makalah Utama Seminar Nasional Hasil-Hasil Perikanan dan Kelautan. Universitas Brawijaya Malang. Thiery, R., Coizien, J., Cabon, J., Lamour, F., Baud, M., Schneemann, A. 2006. Induction of a Protective Immune Response against Viral nervous Necrosis in the European Sea Bass Dicentrarchus labrax by Using Betanodavirus - Like Particles. Journal of Virulogy. Oct, p. 10201-10207. Thye, C.T. 2001. Survey of Grouper Desease in Malaysia. National Fish Healt Research Center, Fisheries research Institute. p.38-40. Yanuhar, U. 2006. Identifikasi Protein Reseptor Membran Sel Epitel Usus Ikan Kerapu Tikus Cromileptes altivelis pada Kultur In Vitro. Jurnal Agritek . Terakreditasi Nasional. Yanuhar, U. 2004. Laporan Hasil Penelitian Program Riiset Unggulan Terpadu XI. Karakterisasi Molekuler Protein Adhesin Vibrio alginolyticus dan Reseptornya dengan Antibodi Monoklonal. KMNRT-DRN. Yanuhar, U. 2008. Laporan Hasil Penelitian Program L’Oreal Life Science In Woman Unesco “ Ekspresi peptida-peptida reseptor yang Mengenali Antigen untuk pengembangan bahan antiviral.
Yanuhar, U., Sumarno., Sukoso, 2008. Pengembangan Vaksin Berbasis Peptida yang Terekspresi pada Reseptor Ikan Kerapu Untuk penyiapanTransgenik Antibodi. Laporan Penelitian Program Insentif Riset Dasar. KMNRT. Tidak Dipublikasikan. Yanuhar, 2009. Identifikasi Protein Haemaglutinin Viral Nervous Necrotic (VNN) Sebagai Protein Adhesin Pada Ikan Kerapu Tikus Cromileptes altivelis. Makalah disampaikan pada Forum Inovatif teknologi Aquaculture. Surabaya Yanuhar, U., Sumarno., Sukoso. 2009. Pengembangan Vaksin Berbasis Peptida yang Terekspresi pada Reseptor Ikan Kerapu Untuk penyiapanTransgenik Antibodi. Laporan Penelitian Program Insentif Riset Dasar. KMNRT. Tidak Dipublikasikan. Yanuhar, U. 2009. Regulasi Reseptor Organ Spesifik Ikan Kerapu Tikus Cromileptees altivelis pada Infeksi Antigen yang Disebabkan oleh Protein Imunogenik Vibrio alginolyticus. Jurnal Aquacultura Inonesia pada Volume 10 (2) Agustus 2009. Terakreditasi Nasional. Yanuhar, U & R. Nurdiani, 2009. Eksplorasi Viral Nervous Necrotic Pada Beberapa Organ Ikan Kerapu Tikus. Seminar Nasional, Machung University. Yoshikoshi, K. & Inoue, K. 1990. Viral nervous necrosis in hatchery reared larvae and juveniles of Japanese parrot®sh, Oplegnathus fasciatus (Temminck & Schlegel). Journal of Fish Diseases 13, 69-77. Yuasa, K., Des Roza, I. Koesharyani, F. Johnny and K. Mahardika, 2000. General Remarks On Fish Disease Diagnosis. Pp. 5-18. Textbook for the Training Course on Fish Disease Diagnosis. Lolitkanta-JICA Booklet No. 12. Zhou, Li.,Fang Gui,Liang, 2008. Molecular Mechanism Underlying Sex Change in Hermaphroditic Groupers. Fish Physiol Biochem Journal, Springerlink, 13 page. Zhou, Y.C., Hui H., Jun W., Ben Z., dan Yong Q. S. 2002. Vaccination of The Grouper, Epinephelus awoara, againts Vibriosis Using The Ultrasonic Technique. Aquaculture 203: 229-238.
