Pada artikel ini kita akan membahas tentang:- 1. Arti Ikan Transgenik 2. Pengembangan Ikan Transgenik 3. Budidaya Ikan dan Pakan Transgenik Terkontrol 4. Teknologi Transfer Gen untuk Pengembangan 5. Aplikasi 6. Masalah Lingkungan 7. Ikan Transgenik Dapat Mengancam Populasi Liar 8. Spesies Invasif Ikan Transgenik.
Arti Ikan Transgenik:
Ikan transgenik adalah ikan yang mengandung gen dari spesies lain. Ikan transgenik adalah varietas ikan yang diperbaiki yang dilengkapi dengan satu atau lebih gen asing yang diinginkan untuk tujuan meningkatkan kualitas, pertumbuhan, ketahanan dan produktivitas ikan.
Biasanya, gen dari satu atau lebih spesies donor diisolasi, dan disambungkan menjadi agen infeksius yang dibuat secara artifisial, yang bertindak sebagai vektor untuk membawa gen ke dalam sel spesies penerima. Begitu berada di dalam sel, vektor yang membawa gen akan masuk ke dalam genom sel.
Organisme transgenik diregenerasi dari setiap sel yang berubah (atau telur, dalam kasus hewan), yang telah mengambil gen asing. Dan dari organisme itu, varietas transgenik dapat dibiakkan. Dengan cara ini, gen dapat ditransfer antar spesies jauh, yang tidak akan pernah kawin silang di alam.
Penerapan rekayasa genetika pada hewan, seperti kentang dengan insektisida bawaan, dapat memberikan banyak manfaat, termasuk kemungkinan pasokan makanan yang lebih aman dan lebih murah serta penciptaan sumber baru untuk sumber daya farmasi yang tidak memadai.
Dengan kemajuan di bidang rekayasa genetika, penerapan penggunaan komersialnya juga meningkat. Hewan air sedang direkayasa untuk meningkatkan produksi akuakultur.
Penggunaan rekayasa genetika dan teknologi rDNA telah melakukan keajaiban dalam penelitian medis dan industri. Ikan transgenik dipromosikan sebagai hewan transgenik pertama yang dapat dipasarkan untuk konsumsi manusia.
Salah satu aspek yang paling penting antara ikan dan hewan darat lainnya untuk budidaya dan perbaikan genetik adalah bahwa, biasanya, ikan memiliki tingkat variasi genetik yang lebih tinggi dan karenanya lebih banyak ruang untuk seleksi daripada kebanyakan mamalia atau burung.
Dengan menggunakan teknologi transfer gen, para ilmuwan sekarang telah menciptakan varietas salmon Atlantik yang direkayasa secara genetik yang tumbuh hingga ukuran pasar dalam waktu sekitar 18 bulan, jika tidak, ikan membutuhkan waktu sekitar 24-30 bulan untuk menjadi ikan ukuran pasar. Diharapkan juga sekarang kita dapat memodifikasi ikan dalam jumlah besar dengan karakteristik cepat tumbuh dan menghadirkan Revolusi Biru.
Berikut poin-poin penting yang diperlukan untuk rekayasa genetika (transfer gen) untuk menghasilkan ikan transgenik:
(1) Urutan gen adalah untuk mengisolasi karakteristik tertentu; misalnya gen hormon pertumbuhan.
(2) Gen-gen ini (urutan gen) kemudian dimasukkan ke dalam DNA sirkular yang dikenal sebagai Vektor plasmid (enzim endonuklease dan ligase digunakan).
(3) Plasmid dipanen dalam bakteri untuk menghasilkan miliaran eksemplar.
(4) Plasmid dimasukkan ke dalam DNA linier. DNA linier kadang-kadang disebut kaset gen karena mengandung beberapa set materi genetik selain gen baru yang disisipkan; misalnya gen hormon pertumbuhan. Teknologi ini tersedia untuk mengintegrasikan gen dalam germ line individu berkembang (ikan) dan akhirnya ditransmisikan ke generasi berikutnya.
(5) Menjadikan kaset sebagai bagian permanen dari susunan genetik ikan.
Pengembangan Ikan Transgenik:
Pengembangan ikan transgenik difokuskan pada beberapa spesies antara lain salmon, trout, gurame, tilapia dan beberapa lainnya. Salmon dan trout adalah tanaman komersial sementara yang lainnya terutama menyediakan sumber protein. Saat ini, sekitar 40 atau 50 laboratorium di seluruh dunia sedang mengerjakan pengembangan ikan transgenik.
Sekitar belasan di antaranya berada di AS, belasan lainnya di China, dan sisanya di Kanada, Australia, Selandia Baru, Israel, Brasil, Kuba, Jepang, Singapura, Malaysia, dan beberapa negara lainnya. Beberapa laboratorium ini terkait dengan perusahaan yang berharap dapat mengkomersialkan ikan mereka dalam beberapa tahun lagi.
Banyak ikan yang sedang dikembangkan sedang dimodifikasi untuk tumbuh lebih cepat daripada saudara kandungnya yang liar atau yang dibiakkan secara tradisional.
Pertumbuhan yang lebih cepat biasanya dicapai dengan mentransfer gen hormon pertumbuhan ikan dari satu spesies ikan ke spesies lainnya. Ikan yang tumbuh lebih cepat tidak hanya mencapai ukuran pasar dalam waktu yang lebih singkat, tetapi juga memberi makan lebih efisien. Hormon pertumbuhan trout (GH) digunakan untuk menghasilkan ikan mas transgenik dengan sifat ganti yang lebih baik. Ikan mas transgenik seperti itu direkomendasikan untuk produksi di kolam tanah.
Salmon Transgenik:
Salmon Atlantik direkayasa dengan salmon pasifik, hormon pertumbuhan yang digerakkan oleh gen promotor antibeku arktik. Pertumbuhan yang cepat dari salmon transgenik tercapai, tidak begitu banyak oleh hormon pertumbuhan transgenik seperti oleh promotor gen antibeku yang berfungsi dalam air dingin yang diinginkan untuk rasa salmon.
Devlin (1994) penelitian ilmuwan Fisheries & Oceans, Kanada, di West Vancouver, British Columbia telah memodifikasi gen hormon pertumbuhan pada salmon Coho dengan mengembangkan konstruksi gen di mana semua elemen genetik berasal dari salmon sockeye.
Coho transgenik tumbuh rata-rata 11 kali lebih cepat daripada ikan yang tidak dimodifikasi dan ikan terbesar tumbuh 37 kali lebih cepat. Tingkat hormon pertumbuhan pada ikan transgenik tinggi sepanjang tahun, bukannya turun di musim dingin seperti yang terjadi pada salmon biasa. Devlin (2001). Salmon yang dimodifikasi cukup besar untuk dipasarkan setelah satu tahun, berbeda dengan salmon budidaya standar yang tidak mencapai ukuran pasar setidaknya selama tiga tahun.
Tilapia Transgenik:
Ikan tilapia, asli Afrika, dibudidayakan di seluruh dunia sebagai “makanan orang miskin”, kedua setelah ikan mas sebagai ikan makanan air hangat, dan melebihi produksi salmon Atlantik (yang nilai pasarnya dua kali lipat dari nila). Tilapia telah dimodifikasi secara genetik dan dipromosikan sebagai ikan transgenik eksklusif untuk produksi terisolasi atau terkandung.
Tilapia transgenik, yang dimodifikasi dengan hormon pertumbuhan babi, memiliki ukuran tiga kali lebih besar dari saudara non-transgeniknya. Tilapia yang dimodifikasi secara genetik dengan insulin manusia tumbuh lebih cepat daripada saudara non-transgenik, dan juga dapat berfungsi sebagai sumber sel pulau kecil untuk transplantasi ke subjek manusia.
Ikan Medaka Transgenik:
Ilmuwan hewan Purdue Muir dan Howard (1999) menggunakan ikan kecil Jepang, Oryzias latipes yang disebut medaka untuk meneliti apa yang akan terjadi jika med akas jantan dimodifikasi secara genetik dengan hormon pertumbuhan dari salmon Atlantik. Memasukkan konstruksi gen yang terdiri dari hormon pertumbuhan manusia yang digerakkan oleh promotor pertumbuhan salmon ke dalam medaka menghasilkan medaka transgenik.
Kelangsungan hidup kelompok ikan yang dimodifikasi dan konvensional diukur pada umur tiga hari, dan 30 persen lebih sedikit ikan transgenik yang bertahan sampai umur tersebut. Para peneliti menghitung bahwa pejantan besar memiliki keunggulan kawin empat kali lipat, berdasarkan pengamatan medaka tipe liar. Dalam percobaan lain, gen ngengat sutera dimasukkan ke dalam ikan Medaka untuk menciptakan ketahanan terhadap bakteri patogen.
Ikan Zebra Transgenik:
Ikan zebra kecil (Bmchydanio rerio) yang hidup di akuarium, dimodifikasi secara genetik untuk menghasilkan pigmen merah berpendar, dan dipromosikan untuk dijual sebagai hewan peliharaan akuarium rumah tangga, “ikan mas”.
Ikan mas menyebabkan kegemparan di Amerika Serikat karena peraturan hewan transgenik seperti itu tidak jelas dan tidak ada badan pengatur utama: Food and Drug Administration (FDA), Departemen Pertanian Amerika Serikat (USDA) atau Badan Perlindungan Lingkungan (EPA), telah bersedia memimpin dalam mengatur ikan mas (meskipun USDA berurusan dengan hewan peliharaan).
Ikan mas tersedia untuk dijual mulai 5 Januari 2004 tanpa persetujuan peraturan di Amerika Serikat (Gbr. 43.1).
Gong (2003) mengembangkan varietas baru dari ikan Zebra. Tiga protein fluoresen “warna hidup” , protein fluoresen hijau (GFP), protein fluoresen kuning (YFP), dan protein fluoresen merah (RFP atau dsRed), diekspresikan di bawah promotor mylz2 spesifik otot yang kuat dalam garis stabil ikan zebra transgenik.
Ikan zebra transgenik ini dengan protein fluoresen berwarna cerah (hijau, kuning, merah atau oranye) dapat dilihat dengan mata telanjang di bawah sinar matahari dan sinar ultraviolet dalam gelap. Protein fluoresen hijau (GFP) awalnya diisolasi dari ubur-ubur (Aequorea tictoria).
Ikan mas umum transgenik:
Thomas T. Chen, direktur Biotech nology Center di University of Connecticut, Storrs, mentransfer DNA hormon pertumbuhan dari ikan trout pelangi ke dalam urutan dari virus sarkoma unggas ke ikan mas.
Bahan genetik disuntikkan ke dalam telur ikan mas yang subur dengan mikroinjeksi. Keturunan dari generasi pertama ikan transgenik tumbuh 20 sampai 40% lebih cepat daripada saudaranya yang tidak dimodifikasi. Chen juga mengembangkan lele transgenik, tilapia, striped bass, trout, dan flounder.
Rekan peneliti Amy J. Nichols dan Profesor Rex Dunham (1999) di departemen perikanan dan akuakultur sekutu di Universitas Auburn, Auburn, Ala., telah mengembangkan ikan mas dan lele transgenik yang tumbuh 20 hingga 60% lebih cepat daripada varietas budidaya standar.
Mereka menggunakan mikroinjeksi dan elektroporasi untuk menyuntikkan salinan lain dari gen hormon pertumbuhan ikan ke dalam telur ikan yang subur. Pertumbuhan ikan mas dan lele hasil modifikasi dirangsang oleh hormon pertumbuhan ikan ekstra.
Di India, penelitian ikan transgenik dimulai di Universitas Madurai Kamaraj (MKU), Pusat Biologi Seluler dan Molekuler (CCMB), Hyderabad dan National Matha College, Kollam dengan konstruksi pinjaman dari ilmuwan asing.
Ikan transgenik India pertama dihasilkan di MKU pada tahun 1991 menggunakan konstruksi pinjaman. Ilmuwan di India telah mengembangkan percobaan transgenik ikan rohu, ikan zebra, lele dan ikan singhi.
Gen, promotor, dan vektor asal asli sekarang hanya tersedia untuk dua spesies, yaitu rohu dan singhi untuk pertumbuhan rekayasa. Rohu transgenik yang baru-baru ini diproduksi dari konstruksi asli di Universitas Madurai Kamaraj telah terbukti delapan kali lebih besar dari saudara kontrol. Rohu transgenik ini mencapai berat badan 46 hingga 49 gram dalam waktu 36 minggu setelah kelahirannya.
Transgenesis Otomatis:
Ilmuwan India berkonsentrasi pada pengembangan ikan transgenik melalui auto-transgenesis yang hanya melibatkan peningkatan salinan gen hormon pertumbuhan yang ada pada ikan sebagai lawan dari allotransgenesis yang berarti transfer gen dari spesies yang berbeda.
Peningkatan gen homon pertumbuhan menyebabkan peningkatan kandungan daging. Ilmuwan India merasa bahwa transgenesis otomatis lebih aman dan tidak terlalu kontroversial. Menurut TJ Pandian dari fakultas ilmu biologi Universitas Madurai Kamaraj, waktu generasi sebagian besar spesies ikan lebih pendek dan frekuensi berkembang biak relatif lebih tinggi.
Seekor betina dapat menghasilkan beberapa ratus atau ribuan telur dan dengan demikian menghasilkan lebih banyak telur yang identik secara genetik. Selain itu, keuntungan yang paling penting adalah pemupukan bersifat eksternal dan dapat dengan mudah dikontrol dengan manipulasi eksperimental.
Menurut Pandian, “ketersediaan transgen asal piscine yang terbatas telah menjadi kendala utama dalam produksi ikan transgenik. Namun, dengan kemajuan dalam biologi molekuler, lebih dari. 8500 gen dan sekuens cDNA asal piscine telah diisolasi, dikarakterisasi, dan dikloning di dunia.”
Budidaya Ikan dan Pakan Transgenik Terkendali:
Kultur komersial tambak efektif untuk ikan mas dan tilapia, tetapi lebih sulit dengan salmon dan trout. Saat ini, budidaya tambak cocok untuk ikan mas dan tilapia karena ikannya adalah vegetarian, salmon dan trout karnivora bergantung pada pola makan ikan dan tepung ikan, tetapi stok ikan pakan di seluruh dunia telah berkurang dan pengganti daging nabati yang sesuai harus ditemukan.
Salmon Atlantik (sebagai karnivora air dingin yang khas) tidak dapat berkembang dengan diet minyak rapeseed tetapi ikan dapat mencapai kematangan jika selesai dengan minyak ikan setidaknya 20 minggu menjelang akhir siklus kematangannya.
Minyak rapeseed GM dengan peningkatan produksi asam lemak rantai panjang diusulkan untuk dijadikan pakan ikan budidaya tambak. Dan tepung kanola GM yang toleran glifosat telah dinyatakan secara substansial setara dengan kanola non-GM sebagai pakan untuk rainbow trout.
Teknologi Transfer Gen untuk Pengembangan Ikan Transgenik:
Metode yang paling umum digunakan dalam bioteknologi ikan adalah manipulasi kromosom dan perlakuan hormon, yang dapat menghasilkan ikan triploid, tetraploid, haploid, ginogenetik dan androgenetik.
Metode transfer gen populer lainnya pada ikan adalah mikroinjeksi, elektroporasi sperma, elektroporasi telur, dan inkubasi sperma. Berikut adalah langkah-langkah utama dalam transfer gen untuk pengembangan ikan transgenik.
- Persiapan Konstruksi DNA:
Transgen yang diinginkan harus berupa gen rekombinan atau konstruk DNA, yang dikonstruksi dalam plasmid yang mengandung elemen penambah promotor yang sesuai dan sekuens DNA struktural.
Gen asing biasanya diperkenalkan dengan sinyal genetik yang kuat, promotor dan/atau enhancer, yang memungkinkan gen asing diekspresikan pada tingkat yang sangat tinggi secara terus menerus (atau secara konstitutif), secara efektif menempatkan gen tersebut di luar regulasi metabolisme normal sel, dan dari organisme transgenik yang dihasilkan dari sel trans terbentuk.
Ada tiga jenis utama transgen:
(1) Keuntungan Fungsi:
Transgen ini mampu meningkatkan fungsi tertentu pada individu transgenik setelah diekspresikan. Misalnya, gen hormon pertumbuhan dari mamalia dan ikan yang terkait dengan elemen penambah promotor yang tepat dan sekuens DNA struktural untuk menghasilkan transgen GH.
Transgen GH ini ketika diekspresikan pada individu transgenik meningkatkan produksi hormon pertumbuhan yang mengarah pada peningkatan pertumbuhan hewan transgenik.
(2) Fungsi Pelapor:
Transgen ini mampu mengidentifikasi dan mengukur kekuatan unsur promoter-enhancer.
(3) Kehilangan Fungsi:
Transgen ini belum digunakan untuk modifikasi ikan transgenik. Transgen semacam itu digunakan untuk mengganggu ekspresi gen inang. Unsur promotor-penambah transgen terkait dengan gen hormon pertumbuhan ikan.
Karenanya ikan transgenik mengandung sekuens DNA ekstra yang awalnya berasal dari spesies yang sama. Konstruk gen kemudian dimasukkan ke dalam telur atau embrio yang telah dibuahi, sehingga transgen dihubungkan dengan genom masing-masing sel telur atau embrio.
- Transfer Gen dengan Mikroinjeksi:
Mikroinjeksi adalah teknik yang paling berhasil dan banyak digunakan untuk transfer gen pada ikan. Salah satu metode teknik mikroinjeksi melibatkan penggunaan jarum suntik halus untuk memasukkan DNA ke tempat pemotongan di dalam sel. Saat melakukannya, ia menghancurkan sel-sel yang bersentuhan langsung dengan DNA yang disuntikkan.
Untuk memastikan integrasi DNA, DNA harus disuntikkan ke sel utuh yang dekat dengan lokasi pemotongan. Peralatan penyuntikan terdiri dari mikroskop stereo dan dua mikromanipulator, satu dengan jarum mikro kaca untuk mengirimkan transgen dan lainnya dengan mikropipet untuk menahan embrio ikan pada tempatnya (Gbr. 43.2).
Keberhasilan teknik mikroinjeksi bergantung pada sifat korion telur. Korion lunak memfasilitasi mikroinjeksi sementara korion tebal membatasi kemampuan untuk memvisualisasikan target injeksi DNA. Pada banyak ikan (salmon Atlantik dan trout pelangi), chorion telur menjadi keras setelah pembuahan atau kontak dengan air dan memberikan kesulitan dalam menyuntikkan DNA.
Tetapi menggunakan metode berikut dapat mengatasi masalah ini:
(1) Dengan menggunakan mikropil (lubang pada permukaan telur untuk masuknya sperma selama pembuahan) untuk memasukkan jarum suntik.
(2) Dengan menggunakan bedah mikro untuk membuat lubang pada korion.
(3) Dengan mencerna chorion dengan enzim.
(4) Dengan menggunakan glutathione 1mM untuk memulai pembuahan dan mengurangi kekerasan korion.
(5) Dengan injeksi langsung ke telur yang tidak dibuahi.
Teknik lain dari transfer gen adalah mikroinjeksi intra-nuklir, yang melibatkan pendekatan fisik langsung menggunakan jarum halus untuk mengirimkan DNA ke dalam sel atau bahkan inti.
Untuk memfasilitasi laju mikroinjeksi, protoplas dengan dinding sel yang sebagian direformasi dapat dilekatkan pada penyangga padat dengan substrat yang terikat secara artifisial – tanpa merusak sel. Penopang yang kuat dapat berupa slip penutup kaca atau slide.
Langkah-langkah Teknik Mikroinjeksi:
(1) Sel telur dan sperma yang diinginkan disimpan secara terpisah pada kondisi optimal.
(2) Tambahkan air dan sperma dan mulailah pembuahan.
(3) Sepuluh menit setelah pembuahan, sel telur didekorionasi dengan tripsinasi.
(4) Telur yang telah dibuahi disuntikkan secara mikro dengan DNA yang diinginkan hanya dalam beberapa jam setelah pembuahan. DNA dilepaskan ke tengah cakram germinal ke pembelahan pertama pada telur yang telah didekorionasi. Waktu yang tersedia untuk mikroinjeksi adalah 25 menit pertama dan itu juga antara pembuahan dan pembelahan pertama.
(5) Setelah mikroinjeksi, embrio diinkubasi dalam air sampai terjadi penetasan.
Tingkat kelangsungan hidup embrio ikan yang disuntik mikro tampaknya sekitar 30-80% tergantung spesies ikannya.
Keuntungan Teknik Mikroinjeksi:
Teknik ini memiliki keunggulan sebagai berikut:
(1) Kuantitas optimal DNA dapat dikirimkan per sel, meningkatkan peluang untuk transformasi integratif.
(2) Penghantaran DNA tepat, bahkan ke dalam inti sel target sekali lagi meningkatkan peluang untuk transformasi integratif.
(3) Struktur kecil dapat disuntikkan.
(4) Ini adalah pendekatan fisik langsung, oleh karena itu merupakan kisaran inang yang independen.
Kekurangan Teknik Mikroinjeksi:
(1) Satu sel dapat disuntikkan pada satu waktu, oleh karena itu prosesnya memakan waktu.
(2) Membutuhkan instrumen canggih dan keterampilan khusus.
(3) Waktu embrio yang terbatas membatasi injeksi ke lebih banyak telur dan tingkat transformasi yang rendah.
- Transfer Gen dengan Elektroporasi:
Ini adalah metode yang sederhana, cepat, efisien dan nyaman untuk mentransfer gen. Metode ini melibatkan pulsa elektrik untuk mengirimkan DNA ke dalam sel (Gambar 43.3). Sel-sel terkena sengatan listrik pendek, yang membuat membran sel permeabel sementara terhadap DNA.
Fragmen DNA yang diinginkan ditempatkan dalam kontak langsung dengan membran protoplas, yang masuk ke dalam sel dengan kejutan listrik. Lubang dapat dibuat sebagai hasilnya dan distabilkan oleh
interaksi dipol yang menguntungkan dengan medan listrik.
Elektroporasi melibatkan rantai pulsa listrik untuk perembesan membran sel, sehingga memungkinkan masuknya DNA ke dalam telur yang telah dibuahi. Tingkat integrasi DNA dalam embrio elektroporasi lebih dari 25% adalah tingkat yang bertahan hidup, yang sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan mikroinjeksi.
Keuntungan Teknik Elektroporasi:
(1) Ini memungkinkan masuknya konstruksi DNA secara simultan.
(2) Metode ini lebih cocok untuk spesies yang memiliki telur sangat kecil untuk mikroinjeksi.
(3) Metode ini tidak memerlukan keahlian khusus.
- Transfer Gen Protein Antibeku:
Banyak teleost yang menghuni air laut yang sedingin es di Daerah Kutub menghasilkan glikoprotein antibeku (AFGP) atau protein antibeku (AFP) dalam serum mereka untuk melindunginya dari pembekuan. Protein ini menurunkan suhu beku larutan tanpa mengubah suhu lelehnya.
Histeresis termal, perbedaan antara suhu beku dan leleh, adalah sifat unik dari protein ini. AFPs dan AFGP telah ditunjukkan untuk mengikat kristal es dan menghambat pertumbuhan kristal es.
Meskipun memiliki sifat antibeku yang serupa, protein ini sangat berbeda dalam struktur proteinnya. Ada satu jenis AFGP dan tiga jenis AFP. Baru-baru ini tipe keempat dari AFP juga telah dilaporkan pada longhorn sculpin.
Salmo salar salmon Atlantik, tidak memiliki gen AGFP atau AFP ini dan tidak dapat bertahan hidup pada suhu air laut di bawah nol. Ketidakmampuan mentolerir suhu di bawah – 0,6 °C hingga – 0,80 °C merupakan salah satu masalah utama budidaya keramba di pesisir Atlantik Utara. Hew dan rekan kerjanya mengembangkan salmon Atlantik tahan beku yang mengandung gen AFP atau AFGP menggunakan teknologi transfer gen.
Mereka menggunakan klon genomik (2A-7) yang mengkode AFP tipe hati utama (wflAFP-6, sebelumnya dikenal sebagai (HPLC-6) dari flounder musim dingin (Pleuronectus amaricanus) digunakan sebagai kandidat untuk transfer gen.
Flounder AFP termasuk dalam AFP tipe I yang merupakan polipeptida kecil dan tinggi kandungan alanin dan heliks . Flounder AFPs adalah keluarga multi-gen dari 80-100 salinan yang mengkode dua isoform berbeda, yaitu AFP tipe hati dan tipe kulit.
AFP tipe hati seperti wflAFP-6 atau wflAFP-8 (HPLC-8), disintesis secara eksklusif di hati sebagai AFP prepro. Sebaliknya, AFP tipe kulit, termasuk wfsAFP-2 dan wfsAFP-3, diekspresikan secara luas di banyak jaringan periferal sebagai AFP matur intraseluler.
- Transfer Gen Hormon Pertumbuhan:
Baru-baru ini para ilmuwan telah mengembangkan model hormon pertumbuhan “semua ikan” . Mereka telah mengkloning dan mengurutkan gen grass carp dan common carp carbonic anhydrase (CA) dan gen hormon pertumbuhan Hew et al., (1992). Promotor gen CA rumput (beta-aktin) telah dikaitkan dengan cDNA hormon pertumbuhan ikan mas rumput untuk membentuk vektor ekspresi efisiensi tinggi yang disebut pCAZ.
Dengan menggunakan gen CAT sebagai gen reseptor, hormon pertumbuhan karper rumput pCA disuntikkan secara mikro ke dalam karper biasa yang dibuahi dan tidak diaktifkan melalui mikropil, menghasilkan karper transgenik “semua ikan”. Kehadiran transgen terdeteksi oleh reverse transcriptase PCR dan Northern blotting. Ikan transgenik ini menunjukkan tingkat pertumbuhan yang tinggi sekitar 137% dari kontrol.
- Transfer Gen Ketahanan Penyakit:
Di Cina, para ilmuwan mengujicobakan gen yang memberikan kontribusi resistensi terhadap virus hemoragik ikan mas rumput (GCHV). Sebelas fragmen gen berbeda yang mengkode protein dikloning dan diisolasi dari terjemahan in vitro menggunakan fragmen gen tunggal genomik GCHV.
Berdasarkan informasi protein kapsid SP6 dan gen SP7 cDNA, 3 oligonukleotida disintesis dan difusi dengan promotor SV40 MT dan dipindahkan ke sel pembunuh yang diinduksi sitokin (CIK) ikan mas melalui vektor ekspresi yang dibangun dan ditransfusikan dengan GCHV. Hasilnya menunjukkan bahwa angka kematian berkurang satu urutan setelah tantangan dengan virus.
Aplikasi Ikan Transgenik:
Ikan Transgenik mungkin lebih baik digunakan untuk tujuan berikut:
(1) Untuk meningkatkan produksi ikan guna memenuhi peningkatan kebutuhan pangan akibat peningkatan populasi dunia.
(2) Untuk produksi produk farmasi dan industri lainnya yang berasal dari piscine.
(3) Untuk pengembangan varietas ikan pijar asli transgenik untuk akuarium.
(4) Sebagai biosensor ikan untuk pemantauan pencemaran perairan.
(5) Untuk isolasi gen, promotor dan sintesis konstruksi gen yang efektif.
(6) Untuk penelitian sel induk embrionik dan produksi embrio in-vitro.
(7) Untuk produksi protein anti beku.
Kekhawatiran Lingkungan tentang Ikan Transgenik:
Kekhawatiran lingkungan utama tentang pelepasan ikan transgenik, misalnya, termasuk persaingan dengan populasi liar, pergerakan transgen ke kumpulan gen liar, dan gangguan ekologi karena perubahan mangsa dan persyaratan ceruk lainnya dalam varietas transgenik versus populasi liar.
Ikan Transgenik dapat Mengancam Populasi Liar:
West Lafayette, Ind. — Para peneliti Universitas Purdue telah menemukan bahwa melepaskan ikan transgenik ke alam liar dapat merusak populasi asli bahkan hingga ke titik kepunahan. Ikan transgenik dapat menghadirkan ancaman signifikan bagi satwa liar asli.
“Ikan transgenik biasanya berukuran lebih besar daripada stok asli, dan hal itu dapat memberikan keuntungan dalam menarik pasangan”, kata Muir. “Jika, seperti dalam percobaan kami, perubahan genetik juga mengurangi kemampuan keturunannya untuk bertahan hidup, hewan transgenik dapat membawa populasi liar menuju kepunahan dalam 40 generasi”.
Meskipun di fasilitas penelitian Kanada, tindakan pencegahan yang rumit diambil untuk mencegah pelepasan ikan transgenik ke lingkungan. Ikan sering dipelihara di kolam yang ditutup dengan jaring untuk mencegah burung masuk; dikelilingi oleh pagar listrik untuk mencegah muskrat, rakun, dan manusia keluar; dan outlet dilengkapi dengan saluran air yang disaring untuk mencegah hilangnya ikan atau telur kecil.
Aliran gen:
Salah satu masalah lingkungan yang lebih besar yang ditimbulkan oleh ikan transgenik adalah kemungkinan bahwa spesies transgenik yang dibesarkan di kandang perairan terbuka akan lepas dan menyebarkan sifat baru ke dalam ekosistem dengan berkembang biak dengan kerabat liar, proses biologis yang dikenal sebagai “aliran gen”.
Aliran gen antara ikan transgenik atau yang dibiakkan secara konvensional dan populasi liar merupakan masalah lingkungan, karena dapat menimbulkan ancaman bagi keanekaragaman hayati alami.
Beberapa peneliti percaya bahwa perbedaan genetik yang diperkenalkan pada ikan transgenik dapat memengaruhi kebugaran bersihnya, istilah ilmiah yang berarti kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan mewariskan gennya ke generasi mendatang.
Konsep, yang mempertimbangkan karakteristik seperti kelangsungan hidup ikan remaja dan dewasa, jumlah telur yang dihasilkan oleh betina, dan usia ikan mencapai kematangan seksual, memberikan barometer yang berguna untuk membahas beberapa skenario aliran gen.
Menurut salah satu model ilmiah, jika ikan transgenik lolos dan kawin dengan ikan liar, aliran gen dapat mengikuti salah satu dari tiga skenario:
Skenario Pembersihan:
Ketika kebugaran bersih ikan transgenik lebih rendah daripada kerabat liarnya, seleksi alam akan dengan cepat memusnahkan gen baru dari populasi liar yang diperkenalkan oleh ikan transgenik. Secara teori, bukti sifat baru akan hilang dari generasi berikutnya.
Skenario Penyebaran:
Ketika kebugaran bersih ikan transgenik sama atau lebih tinggi dari kebugaran bersih pasangan liar, aliran gen kemungkinan akan terjadi dan gen ikan transgenik akan menyebar melalui populasi liar. Ini berarti bukti genom transgenik akan bertahan pada generasi berikutnya.
Skenario Gen Trojan:
Ketika kebugaran bersih ikan transgenik diubah sedemikian rupa sehingga ikan tersebut telah meningkatkan keberhasilan kawin tetapi mengurangi kelangsungan hidup dewasa (yaitu, kemungkinan bertahan cukup lama untuk kawin), introduksi ikan tersebut ke dalam populasi liar dapat mengakibatkan penurunan populasi secara cepat. populasi liar.
Keberhasilan kawin pada dasarnya akan memastikan penyebaran gen baru ke seluruh populasi, tetapi ketidakmampuan untuk bertahan hidup akan mengurangi ukuran populasi generasi berikutnya dan berpotensi menyebabkan kepunahan.
Populasi ikan yang menurun juga akan memiliki dampak sekunder pada spesies air lain yang memakannya, atau bergantung padanya. Populasi yang tidak dapat ‘berhasil beralih ke sumber makanan lain, atau mereka yang kelangsungan hidup atau reproduksinya bergantung langsung pada penurunan populasi, juga akan menderita.
Spesies Invasif Ikan Transgenik:
Bahkan jika mereka tidak berkembang biak dengan kerabat liarnya, ikan transgenik yang lolos ke ekosistem alami bisa menjadi gangguan lingkungan dengan menjadi spesies invasif.
Bahaya ini terutama muncul pada ikan transgenik yang diberkahi dengan gen baru yang meningkatkan sifat kebugaran seperti kemampuan berkembang biak dan kemampuan bertahan dalam kondisi yang keras. Pembentukan populasi ikan transgenik yang berkembang pesat di ekosistem yang belum pernah ada dapat menekan populasi ikan asli.
Mitigasi risiko:
Penting untuk dicatat bahwa pengembang ikan transgenik berusaha untuk mengurangi atau menghilangkan risiko aliran gen dan spesies invasif dengan mensterilkan ikan transgenik. Sterilisasi relatif mudah dan murah tetapi tingkat keberhasilannya sangat bervariasi.
Selain itu, sterilisasi tidak serta merta menetralkan risiko lingkungan. Ilmuwan akademik mencatat bahwa ikan yang lolos dan mandul mungkin masih terlibat dalam perilaku pacaran dan pemijahan, mengganggu perkembangbiakan pada populasi liar. Gelombang ikan mandul yang lolos juga dapat menimbulkan gangguan ekologis karena setiap kelompok digantikan oleh kelompok ikan mandul transgenik yang sama kuatnya.
Masalah Keamanan Pangan:
Salah satu masalah keamanan pangan yang penting melibatkan sejauh mana ikan menyerap dan menyimpan racun lingkungan, seperti merkuri, yang kadarnya tinggi dapat menimbulkan bahaya bagi manusia yang memakan ikan yang terkontaminasi.
Beberapa ilmuwan khawatir bahwa perubahan biologis diskrit yang disebabkan oleh proses rekayasa genetika memungkinkan ikan transgenik menyerap racun yang tidak dapat diserap oleh ikan konvensional atau untuk lebih mentolerir tingkat racun yang lebih tinggi yang sudah diketahui menimbulkan kekhawatiran.
Beberapa ilmuwan menyatakan keprihatinannya bahwa proses rekayasa genetika dapat meningkatkan potensi alergi ikan, khususnya melalui pengenalan protein baru yang belum pernah ada sebelumnya dalam rantai makanan.
Namun, ada kemungkinan yang sama bahwa rekayasa genetika akan membentuk pola makan mereka. Tanaman tanaman rekayasa genetika telah menghadapi protes di berbagai negara tentang keamanan pangan dan lingkungan. Ada kebutuhan untuk mengatur hewan transgenik untuk diperdebatkan.
