Tantangan Penelitian Genomik di Indonesia: Tingginya Harga Instrumen dan Mahalnya Biaya Operasional

PENELITIAN genomik (genomic) tidak lepas dari sejarah bagaimana awal struktur DNA (deoxyribonucleic acid) dapat dimodelkan, kemudian diurutkan dan pada akhirnya saat ini kita dapat mengubah atau mengganti fragmen dari DNA.

Sejarah bermula dari tahun 1953, ketika James D Watson dan Francis HC Crick pertama kali mengumumkan model struktur DNA berdasarkan data crystallographic yang dihasilkan Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins.

Selanjutnya, tahun 1975 Frederick Sanger mengembangkan teknik radiolabel dan terminasi untuk mengurutkan DNA, dan teknik inilah yang disempurnakan ilmuwan lainnya dan digunakan sampai saat ini sebagai baku emas pengurutan DNA.

Teknik pengurutan DNA yang dikembangkan Sanger atau disebut ”Sanger Sequencing” digunakan untuk proyek mengurutkan genome manusia untuk pertama kalinya. Proyek tersebut dimulai tahun 1990 dan dipublikasikan drafnya tahun 2001 di jurnal Nature volume 409 isue 6822.

Baca juga: Mengenal Manfaat Pengurutan Genom Manusia Bagi Kesehatan

Namun, hasil tersebut masih belum sempurna dan akhirnya tuntas diselesaikan pengurutan DNA manusia melalui proyek telomere to telomere tahun 2022 dengan bantuan teknik next generation sequencing (NGS).

Teknik tersebut memiliki beberapa keunggulan, seperti dapat mengurutkan DNA secara pararel sehingga mampu menyelesaikan pengurutan jauh lebih cepat dengan biaya lebih murah dibanding Sanger Sequencing.

Platform NGS pertama kali dikomersialisasi oleh 454 Life Sciences tahun 2005 dengan konsep pyrosequencing.  Namun saat ini platform tersebut sudah tidak dipasarkan. Saat ini beberapa platform NGS yang dapat kita temui di pasaran yaitu illumina dengan konsep sintesis, nanopore dan pacbio dengan konsep single molecule in real-time, ion torrent dengan konsep ion semi conductor, dan MGI dengan konsep DNA nanoball (DNB).

Dari semua platform tersebut, hanya pacbio yang tidak kita temui di Indonesia dan sampai saat ini platform yang umum digunakan berdasarkan jumlah instrumen yang digunakan adalah illumina.

Instrumen NGS merupakan unsur utama dalam menunjang penelitian di bidang genomik. Pada penelitian genomik setidaknya dapat dikelompokkan menjadi tiga obyek kajian, yaitu biodiversitas, pangan, dan kesehatan.

Pada ketiga obyek tersebut penelitian genomik berperan dalam mengungkap keragaman genetik kekayaan hayati, menemukan serta merakit tanaman dan hewan ternak unggul untuk mendukung ketahanan pangan, dan pada bidang kesehatan untuk deteksi bakteri/virus penyebab penyakit infeksi dan pemeriksaan genetik pasien dalam rangka kedokteran presisi.

Biodiversitas

Indonesia merupakan negara dengan keanekaragaman hayati tertinggi di dunia yang meliputi ekosistem daratan dan lautan. Organisasi Riset Ilmu Pengetahuan Hayati (OR-IPH ) Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) menyebutkan, diperkirakan keanekaragaman hayati yang ditemukan di Indonesia saat ini baru 10 persen dari potensi kekayaan hayati yang ada.

OR-IPH merupakan organisasi penelitian baru di bawah BRIN yang dihuni para peneliti dari pusat-pusat riset rumpun ilmu hayati LIPI dan Litbang Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan.

Beberapa upaya konservasi yang dilakukan OR-IPH BRIN meliputi penyimpanan data whole genome sequence dan partial DNA/protein sequence Kehati; pengungkapan ancaman dan dampak perubahan global terhadap status ekosistem dan biodiversitas nusantara; rehabilitasi dan peningkatan populasi spesies terancam punah; serta eksplorasi dan konservasi secara ex situ serta ekologi dan restorasi spesies.

Baca juga: Triha Lab dan Nalagenetics Bangun Biobank Genom untuk Riset Masa Depan

Pusat Riset Biologi OR-IPH BRIN pada awal tahun 2022 melaporkan penemuan 88 jenis baru yang telah di deskripsikan untuk data biodiversitas Indonesia. Hasil penemuan tersebut memiliki arti penting bagi studi taksonomi dan sistematika sehingga dapat dilanjutkan untuk penelitian konservasi hingga bioprospeksi.

Pada proses penentuan jenis baru, selain berdasarkan karakter morfologi juga diperlukan data genomik. Data genomik didapatkan dari pengurutan DNA mitokondria/DNA kloroplas dan atau DNA inti, sehingga dapat dibandingkan dengan jenis yang sudah ada dan tersimpan pada pangkalan data DNA publik.