PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA & KIMIA

Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Pendidikan Indonesia

OSSCCE #4 Departemen Pendidikan Kimia UPI – Inovasi dalam Rekayasa Genetika dan Biologi Molekular

Online Seminar Series on Chemistry and Chemistry Education (OSSCCE) adalah seminar berseri yang diselenggarakan secara daring oleh Departemen Pendidikan Kimia Universitas Pendidikan Indonesia. Seri keempat OSSCCE (OSSCCE#4) dilaksanakan pada tanggal 3 Agustus 2020, dengan pembicara Dr. Azzania Fibriani dari Institut Teknologi Bandung (ITB) dan Dr. Heli Siti H. Munawaroh dari Universitas Pendidikan Indonesia (UPI), yang dipandu oleh Gun Gun Gumilar, M.Si sebagai moderator. Tema seminar kali ini adalah inovasi di bidang rekayasa genetika, membahas mengenai dasar-dasar rekayasa genetika hingga aplikasinya. Acara ini diikuti oleh 290 peserta dari berbagai kalangan.

Pada sesi pertama, Dr. Azzania Fibriani membahas mengenai dasar-dasar rekayasa genetika dan beberapa aplikasinya. Genetic Engineering adalah satu bidang yang mempelajari mengenai rekayasa dan manipulasi genetika organisme. Dasar dari rekayasa genetika adalah DNA dan RNA yang dapat dimodifikasi untuk menghasilkan protein yang diinginkan. Urutan untuk mendesain protein adalah menyusun gen yang akan direkayasa, lalu apa yang akan membawa gen tersebut atau disebut vektor. Vektor tersebut akan membawa gen yang telah dimodifikasi menuju organisme yang ingin direkayasa, bisa dari tingkat mikroorganisme hingga hewan. Setelah dibawa oleh vektor, gen yang direkayasa sesuai keinginan atau target awal dapat diproduksi. Produk tersebut kemudian dapat dimurnikan jika diperlukan. Rekayasa genetika mengikuti dogma sentral biologi, yaitu info dari DNA akan ditranskripsi ke RNA, info yang telah ditranskripsi akan ditranslasi menjadi protein. Untuk dapat memodifikasi protein, kita dapat memulai mengubah atau mendesainnya dari DNA. Sebagai perekayasa atau arsitek dalam skala genetika, harus mendesain suatu protein yang diinginkan dari tahap awal, hingga tahap dimana protein tersebut akan dilepaskan di bagian sel (ekstraseluler atau intraseluler).

Aplikasi yang dijelaskan diantaranya memasukkan protein tipe L1 sub tipe 16 ke dalam bakteri E.coli. caranya mengikuti proses dasar yang dijelaskan diawal, yaitu memasukkan gen L1 ke dalam plasmid dan dimasukkan dalam bakteri E.coli. E.coli yang telah tertransformasi oleh gen L1 akan terbedakan menggunakan marker tertentu, sehingga E.coli yang tidak memiliki plasmid rekombinan tidak tumbuh di media tersebut. Selain itu, aplikasi lainnya adalah membuat sistem pemindaian berbasis reaksi dimerisasi dari protease virus HIV. Hal ini dimaksudkan agar obat-obatan untuk pasien penderita HIV bisa didapatkan lebih terselektif dan diharapkan bisa lebih murah. Enzim protease HIV berfungsi sebagai pematang virus, jika tidak ada enzim ini maka virus tidak akan dapat menginfeksi sel lain. Untuk menghentikan enzim protease, dibutuhkan inhibitor protease. Caranya adalah dengan mengklon protease dan dimodifikasi agar tidak menjadi dalam bentuk dimer, karena enzim protease HIV aktif dalam bentuk dimernya. Apabila reaksi dimerisasi protease ini terhambat, maka pendaran dari pengujian menggunakan flourosensi akan tinggi. Dengan bahan-bahan dari Indonesia ada beberapa kandidat yang berpotensi untuk dapat menghambat enzim tersebut. Terkait vaksin untuk penyakit yang sedang mewabah saat ini, sedang dilakukan pengujian secara intensif, yaitu dengan real-time PCR, drug design dengan menggunakan sistem komputasi, dan pengembangan vaksin.

Pada sesi kedua, Dr, Heli Siti H. Munawaroh menyampaikan bahasan mengenai genetika, melanjutkan pembahasan mengenai genetika dan aplikasinya. Konsep dasar genetika adalah adanya hereditas dan variasi sifat yang diturunkan dari induk. Sel merupakan unit kehidupan terkecil, dimana didalamnya terdapat material genetis yang dibawa untuk diwariskan di dalam DNA dan RNA nya, dengan informasi berada pada susunan basa penyusun adenin, guanin, cytosin, timin.  Modifikasi DNA untuk mengubah pesan (asam amino) dapat terjadi secara alami ataupun diarahkan. Untuk dapat memodifikasi DNA terdapat dua kunci, yaitu menekankan target gen yang diinginkan untuk direkayasa, dan memodifikasi kode ekspresi gen, dimana urutan basa diubah, baik substitusi, insersi atau delesi untuk mencapai produk yang diinginkan.

Rekayasa genetika adalah proses transfer gen dari organisme yang satu ke organisme yang lainnya, dengan gen tersebut dapat diekspresikan oleh organisme lain. Toolkit atau peralatan yang dimiliki untuk memodifikasi gen utama, mempelajari dan meneliti lebih lanjut adalah single DNA, dan pendukungnya seperti enzim restriksi, DNA baru yang ingin dimasukkan atau gen yang ingin dihasilkan, DNA ligase, vektor pembawa, dan organisme lain untuk dapat memproduksi dan memperbanyak gen dan protein. Peralatan yang digunakan untuk mendeteksi berhasilnya memasukkan DNA target ke dalam DNA pembawa adalah elekroforesis. Prinsipnya adalah DNA dengan muatan yang bermuatan sama akan bergerak kea rah muatan yang berlawanan. Migrasi akan ditentukan oleh ukuran, dan dapat dibedakan berdasarkan plasmid yang termodifikasi atau tidak. Investigasi lanjutan dari elektroforesis adalah DNA sequencer untuk menentukan urutan basa dalam DNA, Plasmid dimasukkan ke dalam sel inang dengan berbagai cara, diantaranya mikroinjeksi dan elektroforesis. Setelah sel inang berkembang biak dan dihasilkan protein dan gen yang semakin banyak, maka dapat dipanen dan diaplikasikan pada banyak keperluan. Aplikasi yang dikembangkan adalah produksi fatty alcohol dari sianobakteri anabaena, dengan modifikasinya mengalihkan jalur produksinya, yaitu menggeser dari proses fotosintesis mengahasilkan asam lemak ke menghasilkan rantai Panjang fatty alcohol. rantai hidrokarbon Panjang ini berpotensi menghasilkan bioenergy. Setelah urutan genom pada DNA dimodifikasi, maka dilakukan genotyping dengan PCR untuk memastikan telah menghasilkan anabaena mutan. Kemudian dilihat juga perubahan fisiologinya, dan hasil produksi fatty alkoholnya dibandingkan dengan anabaena yang asli atau wildtype. Aplikasi lainnya adalah protein Cry dikode dengan gen Bt toksin untuk menghasilkan tanaman yang tahan hama.

Penyampaian materi dari para pembicara seminar kemudian diikuti sesi tanya jawab yang dipandu oleh moderator. Ada banyak hal yang ditanyakan oleh para peserta seminar kepada kedua pembicara. Sebagian besar pertanyaan mengarah ke penjelasan lebih detail mengenai materi seminar dan penanganan dan pengembangan vaksin covid-19.

Tautan ke video materi seminar dan tanya jawab sesi 4, serta untuk pendaftaran untuk sesi 5 (HOTS in Chemistry Education) tersedia di bawah ini.

https://www.youtube.com/watch?v=eF1dBVdiaKU  (OSSCCE #4 – Dr. Azzania Fibriani)

https://www.youtube.com/watch?v=1oAlrPQHSzk (OSSCCE #4 – Dr. Heli Siti H. Munawaroh)

https://www.youtube.com/watch?v=dp25ySfWZ7Y (OSSCCE #4 – Sesi Tanya Jawab)

http://bit.ly/osscce_HOTS  (Pendaftaran OSSCCE #5) (TR).