Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan plasmid pengkode dsRNA sintetik yang memiliki target genom IMNV (Infectious Myonecrosis Virus) diketahui dapat menekan replikasi virus pada budidaya udang melalui aktivasi respons RNA interference (RNAi). Aplikasi plasmid dsRNAi sebagai antiviral IMNV pada tambak udang membutuhkan plasmid dalam jumlah yang besar. Bioreaktor digunakan pada produksi plasmid skala-besar untuk mendapatkan yield plasmid yang tinggi. Produksi plasmid dalam bioreaktor dapat dioptimalkan melalui pemilihan medium dan strategi fermentasi yang digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan medium dan strategi fermentasi produksi plasmid rekombinan dsRNAi yang menghasilkan yield plasmid yang tinggi dan bersifat cost-effective. Produksi plasmid dilakukan pada Escherichia coli GT115 pembawa plasmid dsRNAi pada medium Luria-Bertani dengan penambahan senyawa buffer (LB+), Terrific-broth (TB), dan M9+Modifikasi (M9+Mod). Proses fermentasi pada tahapan seleksi medium dilakukan pada volume 150 mL, suhu 37oC, agitasi 150 rpm dan penambahan ampisilin dalam baffled-flask 250 mL. Medium yang menunjukkan yield plasmid tertinggi dengan biaya medium produksi bersifat cost-effective digunakan untuk produksi plasmid skala-besar pada volume 7 L dalam bioreaktor 10 L. Produksi pada bioreaktor dilakukan dengan strategi fermentasi batch dan fed-batch (feeding media berisi 400 g/L gliserol, 80 g/L tripton, dan 40 mL MgSO4 1M). Proses fermentasi dengan bioreaktor diatur pada suhu 30oC, pH 7,0 dan agitasi 100-300 rpm. Fermentasi diatur pada suhu 30oC untuk menurunkan beban metabolisme bakteri. Plasmid dikonfirmasi dengan elektroforesis gel agarosa, PCR (Polymerase Chain Reaction), dan sekuensing gen insert. Berdasarkan hasil yang diperoleh, produksi plasmid pada medium TB menunjukkan laju pertumbuhan biomassa dan produksi plasmid yang lebih tinggi daripada produksi dengan medium M9+Mod dan LB+. Produksi plasmid pada medium TB dalam baffled-flask menghasilkan yield plasmid 2,318 mg/L, 14-kali lebih tinggi daripada M9+Mod (0,165 mg/L) dan 34-kali lebih tinggi daripada LB+ (0,068 mg/L) dengan biaya produksi sebesar Rp.79,34/?gplasmid, 7-kali lebih rendah daripada M9+Mod (Rp587,37/?gplasmid) dan 15-kali lebih rendah daripada LB+ (Rp1.453,80/?gplasmid). Pada produksi dalam bioreaktor, pemberian feeding media dapat menambah periode waktu pertumbuhan biomassa dan produksi plasmid berada pada fase logaritmik. Produksi plasmid pada fermentasi fed-batch dalam bioreaktor menghasilkan yield plasmid 10,180 mg/L, 5-kali lebih tinggi daripada fermentasi batch (1,882 mg/L), dengan biaya produksi plasmid Rp29,23/?gplasmid, 3-kali lebih rendah daripada fermentasi batch (Rp102,82/?gplasmid). Plasmid terkonfirmasi pada elektroforesis gel agarosa dengan migrasi pita DNA pada ukuran ~5750 bp setelah dilakukan pemotongan, sedangkan gen insert terkonfirmasi pada elektroforesis gel agarosa dengan migrasi pita DNA pada ukuran 700 bp. Berdasarkan hasil tersebut, disimpulkan bahwa produksi plasmid dsRNAi pada Escherichia coli GT115 dengan yield produksi plasmid yang tinggi dan bersifat cost-effective dapat dilakukan pada medium TB dengan strategi fermentasi fed-batch. Fermentasi berlangsung pada suhu 30oC, pH 7.0, dan agitasi 100-300 rpm.