Transgenic Animal (Hewan Transgenik)

Apa yang dimaksud dengan klon ?

Klon adalah sel atau kumpulan sel yang secara genetik identik.

Contohnya : Dolly

Dolly lahir pada bulan Juni 1996 di Institut Roslin, Scotlandia. Domba Dolly di klon menggunakan teknik transfer nukleus. Setelah 277 percobaan dilakukan, pada akhirnya klon berhasil dilakukan. Namun, pada tanggal 14 Februari 2003, Dolly akhirnya mati karena penyakit paru-paru pada usia ke-6 (Padahal umumnya, domba normal mampu hidup sampai usia 12 tahun)

Ada 3 Teknik bioteknologi dalam mengkloning mamalia, diantaranya yaitu:

1. Pembelahan embrio (Embryo Splitting)

- Earliest method of cloning

- Success limited to embryo split before implantation

2. Parthenogenesis

- Only possible in female to give female progeny

- Still investigating-so far mostly failed attempts

3. Transfer Nukleus

- Main technique in current cloning experiments

Sekarang coba kita lihat bagaimana teknik transfer nukleus dapat menghasilkan ‘cloned animal’

Organisme donor -> Sel telur yang telah mengalami fertilisasi (Diambil DNA nya) -> DNA nya dipindahkan ke nukleus lain -> akan dihasilkan sel identik

Mamal cloning Timeline :

(Pembentukan klon pada hewan sekitar tahun 1984 (Seluruh DNAnya yang dipindahkan) hingga kemudian pada tahun 1996 (mulai hanya sebagian DNAnya saja yang dipindahkan). Dan kemudian terus berkembang

1984 – A live lamb was cloned from sheep embryo cells

1986 – Early embryo cells were used to clone a cow

1993 – Calves were produced by transfer of nuclei from cultured embryonic cells

1995 – Two sheep, named Megan & Morag, were cloned using embryo cells

1996 – Birth of Dolly, the first organism to be cloned from a fully differentiated adult cell

1997 – Transgenic sheep named Polly was cloned containing a human gene

1998 – 50 mice were cloned in three generations from a single mouse

1998 – 8 calves were cloned from a single adult cow, but only 4 survived to their first birthday

1999 – A female rhesus monkey named Tetra was cloned by splitting early embryo cells.

2000 – Pigs and goats reported cloned from adult cells

2002 – Rabbits and a kitten reported cloned from adult cells

Who is Andy?

Kenalkah anda dengan Andi ? Walau namanya mirip dengan manusia, namun dia adalah seekor monyet. Andi adalah monyet rhesus transgenik pertama yang membawa GFP (Green Fluorescent Protein) tetapi tidak berpendar.

Safety of Cloned Animals

- In January 2008 the FDA approved the food produced from cloned cattle, goats, and pigs as safe.

- These animal products can be sold in markets and restaurants without specila labels.

- The market for cloned animals in the US is expected to reach nearly $50 mill. annually.

Pada tahun 2001, ketika suatu spesies mendekati kepunahan, teknik klon ini sudah bisa diterapkan untuk mengatasinya.

Berikut beritanya :

“January 8, 2001 Noah, a baby bull gaur, became the first clone of an endangered animal.”

Berdasarkan penelitian oleh Yanagimachi dengan judul “Cloning : Experience from the mouse and other animal”. Diketahui bahwa persentase keturunan hewan yang diuji kloning yang dapat bertahan hidup, mulai dari yang terbesar hingga yang terkecil, yaitu :

1. Sheep (3,4%)

2. Bovine (1,4%) => Sejenis sapi

3. Mouse (1,3%)

4. Goat (1,1%)

5. Pig (0,5%)

Hewan-hewan inilah yang telah mampu dikembangkan menjadi hewan transgenik. Manipulasi genetik ini bertujuan menghasilkan hewan yang memiliki karakter yang diharapkan.

mengapa mereka sulit untuk hidup dalam waktu yang cukup lama?

Klon yang dihasilkan selalu memiliki penyakit, terutama pada masalah pernafasan dan sistem imun yang rendah, sehingga unurnya lebih pendek jika dibandingkan dengan yang normal. Dan diketahui bahwa salah satu penyebabnya adalah telomernya yang pendek.

Dan sekarang orang baru tahu, bahwa telomer ini mempunyai peranan terhadap umur”

Untuk lebih jelasnya, berikut rujukan dari koran kompas :

NEW YORK, KOMPAS.com - Upaya manusia memahami dan mengendalikan proses penuaan semakin mendekati titik terang. Para ahli di Amerika Serikat telah berhasil mengidentifikasi sejenis enzim yang dapat mengubah kondisi lanjut usia menjadi muda kembali.

Keberhasilan ‘membalikkan’ proses penuaan ini adalah yang pertamakalinya di dunia, walaupun penelitiannya baru sebatas pada hewan tikus di laboratorium.

Ilmuwan dari Dana-Farber Cancer Institute and Harvard Medical School seperti dilaporkan ABC News, Senin (29/11/2010), mengklaim telah berhasil mengembalikan tikus-tikus tua menjadi muda.

Tikus-tikus ini pada awalnya direkayasa secara genetika untuk menua lebih cepat dibandingkan tikus normal.  Dengan menggunakan sejenis terapi gen untuk memperpanjang telomer (sekuen dari DNA yang berada di kedua ujung kromosom)  tikus-tikus tua ini menjadi muda kembali.  Permajaan itu ditandai dengan beberapa indikator seperti peningkatan volume dan fungsi otak serta tingkat kesuburan.

“Kami awalnya berharap yang terbaik adalah memperlambat proses atau mungkin menghentikan proses (penuaan).  Kami tidak menyangka hal ini  menjadi begitu dramatis karena membalikkan semua masalah yang dialami oleh tikus,” ungkap salah seorang peneliti Dr. Ronald DiPinho.

Dalam riset itu, tim peneliti melakukan terapi dengan memberikan sejenis enzim  yang disebut telomerase kepada sel-sel tikus.  Terapi ini bertujuan mencegah telomer menjadi pendek. Dari penelitian terbukti bahwa dengan memberikan enzim tersebut tidak hanya menghentikan proses penuaan, tetapi juga dapat memperbaiki organ-organ  dan bahkan membuat bulu-bulu tikus yang sudah abu-abu kembali menjadi hitam.

Menurut De Pinho, tikus-tikus tua ini memiliki usia yang sama dengan manusia berumur sekitar 80-90 tahun. Setelah menjalani terapi enzim telomerase, tikus-tikus kembali muda seperti halnya manusia di usia pertengahan.

Peneliti menyebutkan, sebuah sel tikus terdiri dari 20 pasang kromosom. Sedangkan sel manusia  terdiri dari 23 pasangan kromosom yang masing-masing pada ujung kromosom tersebut memiliki telomer. Telomer berfungsi menjaga stabilitas bagian terujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai. Oleh sebab telomer ini penting, sel yang telomer kromosomnya mengalami kerusakan umumnya segera mati.

Enzim yang disebut dengan telomerase berfungsi melindungi telomer dan mengurangi kerusakan DNA yang diyakini memberi kontribusi pada proses penuaan . Namun seiring dengan bertambahnya umur, produksi telomerase pada sel-sel semakin menurun, telomer juga memendek sehingga gagal melindungi DNA dari  kerusakan.

Para ahli meyakini, proses penuaan sendiri adalah hal  yang sangat kompleks. Telomer bukanlah satu-satunya elemen yang menentukan dan memengaruhi proses penuaan.

(Sumber:   http://health.kompas.com/index.php/read/2010/11/30/10373854/Enzim.Ini.Bikin.Tua.Jadi.Muda.Kembali. )

Hal-hal yang perlu diketahui dari Transgenic animal :

1. yang membawa gen, bisa dari spesies yang sama, bisa juga dari spesies yang berbeda.

2. Di dalam genomya ia mengalami perubahan

3. Membawa gen lain atau gennya sendiri di knock out

4. Salah satu pemanfaatan teknologi transgenik,

misalnya : Ketika kita ingin menguji suatu obat, maka kita harus mencobanya terlebih dahulu pada hewan. Misalnya kita ingin menguji gen A, maka hewan yang akan kita uji itu harus juga mempunyai gen A, caranya yaitu dengan memanfaatkan teknologi transgenik.

Lihat beritanya :

“The OncoMouse® or the Harvard mouse, carrying a gene that promotes

the development of various human cancers.”

Bagaimana transgenic animal diproduksi ?

1. DNA mikroinjeksi

Gen yang terpilih yang diambil dari spesies yang sama atau berbeda diinjeksikan ke dalam pronukleus ovum yang telah dibuahi. Injeksi ini menggunakan sejenis jarum yang sangat halus, dia dapat menembus membran tanpa merusaknya. Ia masuk melalui protein integral. DNA yang akan disisipkan, dimasukkan langsung ke dalam zigot dengan alat ini pada awal pembentukan (belum membelah). Dan kita tidak memerlukan vektor dalam teknik ini.

2. Meminta bantuan virus

Virus yang membawa gen yang ingin disisipkan, kita suntikkan ke dalam target.

3. Embrio stem cell

Pada saat sel dalam tahap blastosis, kemudian dambil, dicampur langsung dengan target DNA nya. Setelah itu diinsersikan kembali. Sehingga terjadilah rekombinasi.

Jika kita melihat pada hewan-hewan percobaan  itu, walaupun bisa dimanipulasi dari sel yang kemudian mampu menjadi organisme baru, tetapi tetap dalam proses perkembangannya memerlukan RAHIM. Subhanallah, Dan hingga saat ini masih belum diketahui, rahasia apa yang terkandung dalam rahim itu.

Coba kita ambil contoh lagi dari pemanfaatan stem cell ini, misalkan jantung yang telah rusak secara keseluruhan, maka stem cell ini bisa digunakan. Sel tertentu dikultur pada media tertentu. Kemudian dimasukkan ke dalam tubuh penderita (Jantung yang rusak tetap masih ada). Kemudian ketika kultur sel itu telah mencapai tahap tertentu, maka jantung yang rusak itu bisa di copot.

Stem cell dari kulit tetap memiliki totipotensi, tetapi tidak bisa berkembang menjadi embrio (Bisa bahaya kalau itu terjadi).

4. Menggunakan sperma sebagai media

Hal ini disebabkan adanya suatu protein spesifik, sehingga sperma dapat mengetahui targetnya.

6. Gene gun

Sel ditembakkan langsung dengan target.

Mengapa Zebra fish bisa dijadikan hewan model bagi manusia?

Karena jika melihat perkembangannya sebelum dewasa,  sangat mirip ternyata dengan manusia dari segi perkembangan tulang belakangnya.

Teknologi transgenik ini sudah banyak diterapkan pada bidang pertanian, kesehatan dan industri.

1. Pertanian

-Breeding (Pemuliaan)

-Quality (Meningkatkan kualitas)

-Meningkatkan resistensi hewan terhadap penyakit

2. Kesehatan

-Xenotransplantation

(Transplantasi organ dari hewan)

-Nutritional supplements and pharmaceuticals

-Human gene therapy

Jika itu disebabkan oleh delesi atau penambahan, maka orang akan memperbaikinya dengan terapi gen (menambahkan normal copy ke dalam genom)

Kalo di Firlandia, itu sudah diproduksi gen untuk pertumbuhan sel darah merah, jadi penyembuhannya tidak menggunakan obat-obatan lagi.

3. Industri

Ex : Ada material yang namanya biosteel (Serat yang dihasilkan dari laba-laba) banyak digunakan untuk operasi. Material ini telah diprosuksi secara masal.