Bioinformatika dalam Akuakultur

Karakteristik Sekuen cDNA Pengkode Gen Anti Virus dari Udang Windu, Penaeus monodon 

Oleh

Andi Parenrengi, Akimuddin, Sukenda, Komar Sumantadinata, dan Andi Tenriulo

(Jurnal Riset Akuakultur Vol. 4 No. 1, April 2009 : 1-13)

Resume Jurnal

Salah satu aplikasi penggunaan teknik biologi molekuler dalam bidang akuakultur adalah teknologi transformasi genenik atau transgenesis dapat dijadikan salah satu alternatif penyelesaian masalah penyakit pada akuakultur. Transgenesis dinilai sangat berpotensi dalam meningkatkan resistensi ikan dan udang terhadap serangan penyakit atau patogen dan dapat meningkatkan laju pertumbuhan.

Langkah awal dalam proses transgenesis adalah isolasi dan karakterisasi DNA komplementer (cDNA) pengkode antivirus dengan tujuan mengetahui tingkat kesamaan sekuen dengan gen anti virus yang ada dalam Bank Gen. Sampel yang digunakan haruslah yang lolos dari serangan WSSV karena diharapkan memiliki gen pengkode ketahanan penyakit yang umumnya diatur oleh promotor tertentu.

Tahap selanjutnya yaitu ekstraksi DNA dengan sampel hepatopankreas udang windu dan dilanjutkan denga sintesis cDNA dengan RT-PCR (Real Time PCR). Selanjutnya, isolasi gen anti virus dilakukan pada PCR dengan menggunakan cDNA sebagai templat DNA. Gen PmAV (gen pengkode anti virus udang windu) diisolasi dengan menggunakan spesifik primer yang dibuat berdasarkan sekuen pada GenBank. Gen anti virus hasil PCR selanjutnya dipurifikasi dan hasil purifikasi selanjutnya dilakukan penderetan (sekuensing).

Analisis data dilakukan dengan menyejajarkan sekuen nukleotida dan deduksi asam amino gen anti virus dengan sekuen anti virus dalam GenBank untuk mengetahui kemiripan gen yang dihasilkan dengan menggunakan program BLAST (Basic Local Aligment Search Tool) berupa BLAST-N untuk sekuen nukleotida dan BLAST-P untuk sekuen protein atau asam amino. Hasil penderetan selanjutnya dianalisis dengan program GENETYX ver 7 untuk mendapatkan kesamaaan sekuen, deduksi asam amino dan keberadaan parameter penanda signal anti virus.

Gen anti virus dari DNA komplementer (cDNA) hepatopankreas udang windu berhasil diisolasi dengan teknik PCR. Pita tunggal pada pemisahan fragment pada gel elektroforesis menunjukkan pada posisi 520 bp. Fagmen yang berhasil dimurnikan dijadikan sampel bahan untuk sekuensing.

Analisis BLAST-N menunjukkan kemiripan sekuen yang identik (100%) dengan gen anti virus, baik yang diisolasi dari mRNA maupun dari genom DNA udang windu. Perbedaan query adalah 100% dapat dipenuhinya gen yang diisolasi dari mRNA, sedangkan 95% pada gen yang diisolasi dari genom DNA. Hal ini menunjukkan sekuen anti virus udang windu (PmAV) yang diisolasi dari mRNA identik dengan sekuen dari gen yang diisolasi.

Tingkat kesamaan sekuen nukleotida yang tinggi memberikan indikator dalam kemiripan deduksi asam amino yang diperoleh setelah translasi melalui program Genetyx. Analisis domain deduksi protein cDNA antivirus udang windu menunjukkan ada kemiripan dengan C-type lectin-like domain (CTLD). CTLD tersebut merupakan salah satu indikator utama dalam prediksi karakter gen fungsional anti virus. Lectin dikenal memiliki peranan penting dalam sistem pertahanan non-spesifik invertebrata khususnya dalam fungsinya sebagai pengenal protein dan opsonin.

Hasil lain yang diperoleh yaitu gen anti virus yang diisolasi dari udang windu ini tersusun atas 170 asam amino yang dideduksi dari sekuen cDNA. Komposisi asam amino terbesar adalam serin (10%) dan yang terkecil adalah prolin dan lisin (masing-masing 1,76%). Dengan demikian didapatkan suatu kesimpulan bahwa isolasi dan identifikasi gen pengkode ketahanan penyakit merupakan langkah awal dalam upaya peningkatan imunitas udang. 


(Jurnal bisa dibaca dan didownload disini)