Perpustakaan Digital ITB

Pencemaran mikroplastik (MP) pada lingkungan laut, terutama kawasan pantai, telah menjadi perhatian besar dalam beberapa tahun terakhir. Polyethylene (PE) merupakan salah satu sumber utama cemaran MP di lingkungan laut. Yeast ditemukan pada permukaan plastik dan menjadi bagian dari komunitas mikroba yang dapat hidup pada lingkungan tersebut atau dikenal sebagai plastisfer. Hingga saat ini, peran yeast sebagai penyusun plastisfer dalam mendegradasi MP PE belum banyak diungkap. Penelitian bertujuan untuk: (i) menyelidiki kemampuan isolat yeast dalam mendegradasi MP PE berdasarkan uji penapisan; (ii) menyelidiki kemampuan yeast dalam mendegradasi PE berdasarkan penapisan pada sistem kokultur plastisfer air laut; dan (iii) mengidentifikasi peran spesies yeast terbaik dalam biodegradasi PE pada kondisi plastisfer air laut. Penelitian ini menggunakan pendekatan berbasis karakteristik fungsional, molekuler, dan genomik untuk mengkaji kemampuan, model dan pathway biodegradasi PE oleh yeast. Hasil uji penapisan menunjukkan bahwa semua isolat yeast mampu mendegradasi MP PE pada medium cair, dengan persentase penurunan berat kering tertinggi dicapai oleh isolat M6.0.2 dengan nilai sebesar 0,4923±0,1870% pada waktu inkubasi 10 hari. Berdasarkan analisis Scanning Electron Microscope (SEM) dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) menunjukkan perubahan topografi permukaan serta pembentukan gugus teroksidasi pada PE yang mengindikasikan terjadinya proses degradasi PE. Berdasarkan hasil analisis BLAST dan konstruksi pohon filogenetik, isolat M6.0.2, K3.1.2, BI.4.1.1, M5.0.1, M5.0.3, dan M6.0.1 masing-masing diidentifikasi sebagai Meyerozyma carpophila, Rhodotorula mucilaginosa, Rhodotorula mucilaginosa, Candida tropicalis, Crinitomyces flavificans, dan Moesziomyces antarcticus. Lima isolat terpilih berdasarkan nilai degradasi tertinggi dan ketahanan terhadap salinitas dilanjutkan pada tahap uji plastisfer air laut. Hasil uji penapisan pada sistem kokultur plastisfer air laut non-steril menunjukkan bahwa kokultur lima spesies yeast mampu mendegradasi PE, dengan degradasi tertinggi sebesar 1,61 ± 0,20% dicapai pada jam ke-72 (hari ke-3), yang menunjukkan bahwa yeast dapat berperan sebagai bagian aktif di fase awal inkubasi dari komunitas plastisfer alami. Dominasi Meyerozyma carpophila M6.0.2 dan Candida tropicalis M5.0.1 pada fase planktonik dan biofilm mengindikasikan peran penting kedua spesies tersebut dalam proses kolonisasi dan tahap awal degradasi PE. Perubahan topografi PE serta pembentukan puncak baru mengonfirmasi bahwa proses degradasi telah berlangsung secara cepat pada awal inkubasi dengan pembentukan produk polar dari proses oksidasi, seperti alkohol. Hasil uji penapisan pada sistem kokultur plastisfer air laut steril dengan kosubstrat, degradasi MP PE tetap berlangsung meskipun pada tingkat yang lebih rendah (0,57 ± 0,28%), dengan dominasi Meyerozyma carpophila M6.0.2. Pengujian peran Meyerozyma carpophila M6.0.2 secara tunggal pada kondisi plastisfer air laut menunjukkan bahwa spesies ini mampu mendegradasi PE secara mandiri, dengan capaian persentase degradasi sebesar 0,69± 0,16% atau mampu mencapai sekitar 46% dari tingkat degradasi yang diperoleh pada kondisi plastisfer air laut non-steril. Tahap biofragmentasi berlangsung dominan pada fase awal inkubasi, yang dibuktikan dari tingginya laju degradasi pada hari ke-0 hingga hari ke-4, sedangkan pada periode selanjutnya (hari ke-4 hingga hari ke-10) proses biodegradasi dominan pada fase bioasimilasi. Analisis FTIR dan SEM mengonfirmasi terjadinya degradasi PE melalui perubahan intensitas transmitansi dan kerusakan permukaan PE. Profil metabolik Meyerozyma carpophila M6.0.2 berdasarkan uji Biolog EcoPlate™ menunjukkan bahwa di tahap awal degradasi (hari ke-2 hingga hari ke-4), sel cenderung mensintesis senyawa osmoprotektan dan sumber karbon cepat untuk mengaktifkan serangkaian jalur oksidasi lipid serta degradasi asam lemak, siklus glioksilat dan glukoneogenesis hingga dihasilkan glukosa. Seiring pematangan biofilm (sekitar hari ke-10), terjadi peningkatan kebutuhan energi untuk pembelahan sel dan pembentukan biofilm. Analisis LCHRMS mengonfirmasi terbentuknya berbagai senyawa yang diduga merupakan produk antara dan turunan yang menguatkan dugaan keterlibatan jalur oksidasi alkana dan asam lemak dalam proses degradasi PE. Hasil Whole Genome Sequencing (WGS) menunjukkan bahwa genom M6.0.2 memiliki gen pengkode enzim yang berkaitan dengan degradasi PE, termasuk lakase, peroksidase, Cytochrome P450 52A13; Cytochrome P450 52A12, alkohol oksidase, alkohol dehidrogenase, aldehida dehidrogenase, lipase, dan esterase. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Meyerozyma carpophila M6.0.2 prospektif dikembangkan sebagai agen pendegradasi PE dan berpotensi diaplikasikan dalam bioremediasi limbah plastik di lingkungan laut.