Mengais Belasan Klon Gen/ Enzim Hidrolitik Potensial dari Kelenjar Digesti Siput Melalui Terobosan Baru

Share on facebook
Share on google
Share on twitter
Share on linkedin
ILUSTRASI siput. (Foto: Istimewa)
ILUSTRASI siput. (Foto: Istimewa)

Siput Achatina fulica adalah spesies moluska yang hidup di negeri tropis dan subtropis, banyak dijumpai di Indonesia, hidup sebagai hama tanaman. Siput ini mampu menghancurkan bagian-bagian dari tanaman, misal daun dan batang, dalam waktu singkat, hanya beberapa menit. Kemampuan ini berasal dari enzim-enzim hidrolitik yang diproduksi oleh berjenis mikroorganisme prokaryotik dan eukaryotik yang hidup bersama sebagai flora normal di dalam sistem pencernaanya. Enzim-enzim hidrolitik yang diperoleh dari kelenjar pencernaan siput ini berkemampuan menghancurkan biofilm sehingga sangat bermanfaat digunakan untuk mencegah timbulnya resistensi obat antibiotika dan antijamur pada manusia maupun hewan ternak.

Jenis enzim hidrolitik antibiofilm yang terdapat di pencernaan siput di antaranya β-1,3 glukanase, β-1,6 glukanase dan β-1,4 glukanase, dengan aktivitas tunggal maupun gabungan. Selain itu terdapat enzim kitinase dan protease. Enzim-enzim ini juga berguna untuk meningkatkan daya serap nutrisi dalam pakan hewan ternak.

Upaya mengais enzim-enzim potensial ini dari mikroorganisme yang menghuni kelenjar pencernaan siput tidak mudah karena mikroorganisme dari habitat alam akan mati ketika ditumbuhkan di laboratorium. Hanya sekitar 0,1% dari mikroorganime yang ada di sampel  alam, termasuk sampel kelenjar digestif siput, dapat dikultur di laboratorium. Sisanya, sekitar 99,9% tidak dapat ditumbuhkan di laboratorium.

Artinya, dengan menggunakan teknik kultur untuk mendapatkan mikroorganisme dari alam, akan didapat hanya 0,1% dari total populasi yang tumbuh di alam. Karena itu, diperlukan terobosan baru guna mengeksplor seluruh mikroorganisme hidrolitik, tidak dapat digunakan metode kultur konvensional. Pada teknik metagenomik, seluruh materi genetik (DNA atau mRNA) diisolasi secara langsung dari sampel lingkungan tanpa dikultur terlebih dahulu. Teknik ini memberikan solusi bagi masalah yang telah diuraikan. Metagenomik adalah metode untuk mengumpulkan dan mencirikan materi genetik secara langsung dari lingkungan, habitat, kelenjar dan sumber alamiah yang lain.

Kami telah medesain sebuah terobosan baru, yakni metode metagenomik yang dilanjut dengan konstruksi pustaka ekspresi cDNA dari mRNA eukaryotik total yang diisolasi dari kelenjar pencernaan Achatina fulica. Dari pustaka ini kemudian ditapis gen penyandi enzim-enzim β-1,3-glukanase dan  β-1,6-glukanase menggunakan substrat spesifik laminarin. Kloning metagenomik menggunakan vektor fag λTriplEx2 dan sel inang E.coli XL1-Blue.

Dari 100 μL larutan ligasi, berhasil diperoleh tujuh belas klon fagemid rekombinan yang menunjukkan aktivitas hidrolitik terhadap substrat laminarin. Dari 17 klon tersebut, dipilih delapan fagemid rekombinan secara acak untuk dianalisis, menunjukkan fragmen DNA yang berbeda dan diekspresi sebagai enzim-enzim hidrolitik yang berbeda dengan potensi sebagai antibiofim. Hasil yang memuaskan ini ditentukan oleh nilai titer tinggi pustaka cDNA yang dikonstruksi dari kelenjar pencernaan Achatina fulica, yakni menunjukkan nilai titer tertinggi diantara laporan riset yang mengkonstruksi pustaka cDNA sampai dengan tahun 2019.

Temuan riset ini  berupa perangkat DNA untuk produksi enzim-enzim hidrolitik yang telah dibuktikan memiliki aktivitas antibiofilm pencegah resistensi obat antibiotika/antijamur dan suplemen untuk meperbaiki penyerapan nutrisi bagi hewan ternak. Salah satu DNA penyandi enzim hidrolitik tersebut telah dikarakterisasi sebagai gen novel, yang telah didaftar di GeneBank (International Data Gene by NCBI) dengan nomor akses MH206587.1 Achatina fulica mRNA sequence.  Enzim yang dihasilkan tergolong β-1,3 glukanase mesofil, tahan terhadap rentang pH yang luas, serta menunjukkan aktivitas endo dan ekso terhadap substrat laminarin dan karboksimetil selulosa. (*)

Penulis: Afaf Baktir

Informasi selengkapnya artikel di atas dapat diakses di link berikut: http://repository.unair.ac.id/85104/1/Dis.M.%2010%20-%2019%20Kur%20k%20Abstrak.pdf

Berita Terkait

UNAIR News

UNAIR News

Media komunikasi dan informasi seputar kampus Universitas Airlangga (Unair).

Leave Reply

Close Menu