Perpustakaan Digital ITB

Asam lemak tak jenuh ganda (PUFA) omega-3, terutama DHA, merupakan lipid nutrasetikal yang tidak mampu diproduksi secara de novo oleh tubuh manusia, sehingga pemenuhan kebutuhan tubuh bergantung pada konsumsi eksternal. Namun, produksi DHA ini bergantung pada sektor kelautan yang kini menghadapi tantangan serius akibat penurunan ketersediaan yang dipicu oleh overfishing dan pemanasan global. Thraustochytrids merupakan mikroorganisme pengakumulasi lipid (oleaginous) yang berpotensi untuk digunakan sebagai produsen alternatif DHA. Mikroba ini memiliki potensi DHA 10x lebih tinggi dari ikan laut, dapat dikultivasi sepanjang tahun dengan tingkat pertumbuhan yang lebih cepat, serta relatif lebih mudah direkayasa. Indonesia memiliki 3,49 juta hektar kawasan hutan bakau yang dapat menjadi habitat Thraustochytrids. Meskipun demikian, studi terkait rekayasa bioproses dan genetika pada isolat lokal masih terbatas, sedangkan variasi strain lokal yang telah ditemukan sangat beragam. Dengan demikian, pengembangan studi tersebut menjadi penting dapat digunakan untuk pemenuhan kebutuhan nutrisi dan peningkatan kesehatan nasional. Pada penelitian ini dilakukan studi dengan beberapa fokus, yaitu (1) mengisolasi strain Thraustochytrids lokal dari hutan bakau Kalimantan yang memiliki kemampuan biosintesis DHA, (2) mengkarakterisasi kemampuan produksi lipid serta DHA isolat tersebut, (3) menentukan kemampuan produksi isolat pada substrat murah alternatif, (4) serta mengeksplorasi potensi isolat lokal untuk direkayasa genetika dengan pendekatan elektrotransformasi. Tidak semua isolat Thraustochytrids mampu menghasilkan DHA, sehingga pada penelitian ini, dilakukan deteksi awal potensi biosintesis tersebut dengan melihat keberadaan empat gen kunci dalam biosintesis DHA melalui jalur PKS (polyketide synthase), yakni gen PPTase (phophopantetheinyl transferase), MAT (malonyl-CoA transacylase), DH (dehydratase), serta cluster gen pks3. Isolat Thraustochytrids terpilih yang memiliki keempat gen tersebut selanjutnya diidentifikasi dengan analisis filogenetik berbasis gen 18S rRNA dan cytochrome C oxidase (COI). Hasil identifikasi menunjukkan isolat berasal dari genus Aurantiochytrium dengan persen identitas >99%. Karakterisasi pertumbuhan dan produksi lipid Aurantiochytrium sp. lokal dilakukan pada medium N-limiting dengan sumber karbon glukosa dan sumber nitrogen MSG. Berat kering isolat mencapai 6,83 gr/L, dengan lipid total sebesar 51,90% dan DHA yang dihasilkan mencapai 95,67% dari total lipid tak jenuh. Selanjutnya dilakukan karakterisasi pertumbuhan dan produksi lipid isolat lokal dalam berbagai sumber karbon dan nitrogen murah seperti molase, gliserol, palm sugar, NPK, dan ammonium sulfat. Aurantiochytrium sp. lokal mampu tumbuh pada semua jenis substrat, dengan pertumbuhan tertinggi pada sumber karbon gliserol dan sumber nitrogen MSG. Pada kombinasi substrat ini, isolat mampu mencapai berat kering 12,55 gr/L, dengan lipid total sebesar 50.42% dan DHA yang dihasilkan isolat mencapai 97,45% dari total lipid tak jenuh. Hasil ini menunjukkan bahwa gliserol dan MSG berpotensi untuk diujikan sebagai substrat pada produksi skala industri. Terakhir, dilakukan uji kompatibilitas isolat lokal terhadap rekayasa genetik menggunakan metode elektrotransformasi. Penentuan marka seleksi telah dilakukan sebelumnya melalui sensitivitas antibiotik, yang kemudian dikonstruksikan ke dalam kaset integrasi dengan metode Gibson assembly. Kaset integrasi juga mengandung gen marka reporter EmGFP dan gen overekspresi PPTase. Percobaan elektrotransformasi memiliki variasi parameter jenis pulsa, tegangan, durasi pulsa, serta kepadatan sel transforman. Hasil transformasi kemudian diseleksi dengan passaging test dan stability test untuk melihat kestabilan transgen dalam sel. Sebanyak 2 koloni stabil yang diperoleh memiliki pendaran EmGFP dan gen insert resistensi antibiotik serta gen PPTase, yang menunjukkan keberhasilkan elektrotransformasi. Namun, elektrotransformasi isolat lokal masih menghadapi berbagai tantangan, seperti sulitnya mendapatkan isolat transforman murni serta tidak semua gen insert berhasil ditransformasikan. Sehingga, disimpulkan bahwa isolat Aurantiochytrium sp. lokal yang diperoleh dari hutan bakau Kalimantan mampu menghasilkan DHA dalam berbagai medium, dengan produksi DHA terbaik diperoleh pada medium berbasis gliserol dan MSG. Isolat ini memiliki potensi untuk dilakukan rekayasa genetika.