Pene/itian dan Pengembangan Aplikasi lSOIOp dan Radiasi. /998

PROGRAM PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN BIOTEK;NOL0J;IDI PAIR-BAT AN DALAM PELITA vn

F. Suhadi

Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN

ABSTRAK

Dalam makalah dikemukakan program penelitian bioteknologi di PAIR, khususnya menghadapi Pelita vndalam bidang kesehatan, petemakan, dan pertanian yang diharapkan akan memberikan hasil yang bermakna bagi

program pembangunan pada umumnya.Dalam bidang kesehatan akan dikembangkan metode diagnosis berbagai penyakit infeksi berdasarkan teknik

biologi molekuler, yaitu "Polymerase Chain Reaction" (PCR). Selain itu masalah diagnosis dini penyakit kankerpayudara perlu mulai ditangani, mengingat penelitian tersebut bersifat "top down" ; walaupun penyakit kanker payudarasampai saat ini belum diketahui dengan pasti penyebabnya.

Dalam bidang petemakan, khususnya dalam menunjang produksi dan reproduksi temak ruminansia, perludilakukan penelitian yang diarahkan pada pembuatan reagen imunologik, yaitu antibodi progesteron, serta antibodiFSH dan LH khusus untuk ternak. Pengujian laboratorium dan lapangan terhadap vaksin haemonchiasis dan fascioliasisakan terus dilakukan untuk memperoleh kepastiankemanfaatannya. Studi seleksi mikroba dan protozoa rumen yangefisien secara in vitro juga akan terus dilanjutkan.

Dalam bidang pertanian, kultur jaringan/ sel tanaman merupakan dasar dari bioteknologi, perlu terusdilakukan, khususnya pada jenis tanaman yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Selain itu perlu mulai dikembangkanpenelitian tanaman hibrid somatik, yang diawali dengan isolasi protoplas, regenerasi tanaman berasal dari protoplas,dan akhimya fusi antarprotoplas lanaman. Penelitian identifikasi dan karakterisasi gen toleran cekaman kekeringandan aluminium pada tanaman padi atau kedelai, dapat terus dilakukan, dengan catalan harus diingat keterbatasanyang ada di lingkungan PAIR saat ini. Kelompok tanah dan pemupukan,selain Rhizobium agar dirintis pula masalahAgrobakterium dan cendawan Mikoriza V.A.

PENDAHULUAN Demikian pula dalam makalah diuraikan masalahpenyakit kanker payudara, pembuatan reagen imunologik,yaitu antibodi progesteron, FSH daD LH dalam rangkaluendukung reproduksi ternak, serta pengembanganpenelitian tanaman hibrid somatik.

DETEKSI MIKROORGANISME P A TOGENDENGANPCR

Sejak diperkenalkan pertama oleh pakar CetusCorporation, PCR telall berkembang sebagai teknik utarnadi dalam banyak laboratorium biologi molekuler. TeknikPCR (Polymerase Chain Reaction) ialah penemuanmutakhir biologi molekuler yang telah memberikan dampakpositif clan luas pada tatacara diagnostik klinis. khususnyadeteksi penyakit infeksi. PCR ialah metode in vitro untukmemperbanyak DNA secara enzimatis denganmenggunakan enzim DNA polimerase clan primernukleotida yang melakukan hibridisasi bagian DNA daridua arab yang berlawanan.

Bioteknologi melibatkan sejumlah disiplin ilmudaD subjek yang luas. Secara umum dapat dikatakan, bahwabioteknologi ialah suatu penerapan biosains daD teknologi,yang menyangkut aplikasi organismehidup atau komponensubselulemya untuk menghasilkan produk daD jasa, serta

pengelolaan lingkungan (1).Mengingat kondisi perekonomian Indonesia

dewasa ini, pendanaan dati pemerintah untuk programpenelitian jelas sangat terbatas. Denlikian pula sarana danprasarana penelitian relatif lnasih belum mencukupi, sertatenaga peneliti (SDM) sangat terbatas, baik disiplin, strata,maupun jumlalmya. Oleh karena itu perlu kiranya ditelitikembali lnasalahprogram yang berkaitan dengan penelitianbioteknologi. Kajian tersebut diutamakan untukmernfokuskan judul penelitian atau bila mungkin mencaripemikiran terobosan baru yang bermanfaat untukmendukung keberhasilan program penelitian.

Di lain pihak, peneliti dituntut untuk dapatmenghasilkan produk daD jasa yang sangat berguna bagipembangunan. Dalam Renstra Batan revisi 1997dicantulnkan, bahwa pada akhir Pelita VII, di bidangpertanian diharapkan telah dapat dilepas varietas serealiadaD varietas legum dati basil mutasi yang didukung olehbioteknologi molekuler, sedangkan di bidang petemakan,yaitu peningkatan produksi dan reproduksi temak, sertakesehatan tentak (vaksin). Di bidang keselmtan diharapkantelah dapat dimasyarakatkan jasa diagnosis secara biologimolekuler pada beberapa penyakit infeksi penting (2).

.1. Bahan yang digunakan dalam reaksi PCR

(a). DNA cetakan yang akan diperbanyak ("temp/ate")(b). Primer, yaitu rangkaian pendek oligonukleotida sintetis(c). Bahan DNA (Deoksiribonukleotida trifosfat)

dCTP .deoksicitidin trifosfatdGTP .deoksiguanosin trifosfatdA TP .deoksiadenosin trifosfatdTTP .deoksitimidin trifosfat

Pelle/iliall dall Pellgemballgall Ap/ik,ui Isatap dall Radiasi, /998

DIAGNOSIS DINI PENY AKIT KANKER PA YUDARA

("TOP DOWN")

(d). Enzim DNA Taq polimerase(e). Larutan biller yang umumnya mengandung K-klorida,

M -klorida, Tris HCl dan beberapa bahan kimia lain.g

.1.

Penyebaran kanker payudara2. Prinsip kerja PCR

Kanker payudara tetap mempakan masalah pentingbaik di negara maju, maupun di negara berkembang.Penyebaran penyakit kanker payudara sangat luas, bersifatumum, daD kasusnya relatif tinggi (sekitar 20%) di antarasemua penyakit kanker (7).

Kasus kanker payudara sangat bervariasiantardaerah (negara). Kasus kanker payudara di Eropa,Kanada, Australia, Selandia Barn, daD Amerika sekitar 5-6kali lebih tinggi, bila dibandingkan Asia (Jepang). DiAustraliakasus kanker payudara menunjukkan angka 55,6per 100.000 wanita per tahun (8). Kasus tahunan kankerpayudara di Jepang menunjukkan angka 12,1 -16,6 per100.000 wanita , daD di Amerika 71,7 per 100.000 wanita(9).

Di Indonesia angka kejadian kanker payudaratahunan belum dapat ditentukan. Berdasarkan data arsipyang dikumpulkan dari 13 laboratorium patologi yangtersebar di seluruh Indonesia, kanker payudara mendudukitempat nomor dua setelah kanker serviks uteri (kanker leherrahim) dengan frekuensi relatifsekitar 18,03% (10).

2. Faktor penyebab kanker payudara

Kanker payudara ialah penyakit multifaktor yangdisebabkan oleh banyak faktor dalam perkembangannya.lnteraksi antara agen spesiflk dengan faktor di dalam tubuhdan lingkungan sekitarnya dipercaya sebagai penyebab nyataperkembangan penyakit. Faktor endogen yang didugamemegang peran dalam proses kejadian tumor, ialah faktorbarman estrogen dan progesteron. Namun bagaimanamekanisme kejadiannya belum jelas diketahui. Selain faktorendogen, kemungkinan acta pula pengaruh faktor eksogen.Untuk perkembangan kanker payudara terdapat beberapavariabel bebas, dan faktor penyebabnya cukup banyak.

Metode PCR menggunakan siklus berulang padaprimer oligonukleotida, secara langsung mensintesis DNAunttlk menjalankan replikasi in vitro rangkaian asam nukleattarget. Teknik tersebut didasarkan atas pelipatgandaanfragmen DNA melalui dua primer oligonukleotida secaraenzimatik. Kedua primer tersebut berorientasi pada ujung3'. Dengan siklus denaturasi yang berulang, penempelanprimer pada rantai pasangannya, daD ekstensi primer denganDNA polimerase akan dihasilkan pembentukan segmenyang akan ditentukan oleh ujung 5'. Berdasarkan produkekstensi setiap primer dapat bertindak sebagai cetakan untukprimer lainnya, hingga pada setiap siklus akan terjadikelipatan dua kali dari fragmen DNA. Dalam beberapajamdapat diperoleh suatu akumulasi sekuens yang diinginkansampai beberapa juta kali. Biasanya ukuran primer untukpemeriksaan diagnosis ialah sekitar 50 -1500 basanukleotida.

Dengan menggunc'lMn enzim DNA Taq polimeraseyang bersifat tennostabil yang diisolasi dari bakteritemlofilik Thermuj' aquaticuj', inaktivasi enzim polimerasepacta setiap proses denaturasi dapat dicegah, sehingga tidakperlu ditambahkan enzim bam setiap kali. Berdasarkan sifattersebut, maka dapat dikembangkan metode PCR secaraotomatis, yang mengakibatkan pemakaiannya semakinmeluas (3).

DalaIn setiap siklus pacta PCR terdiri atas tiga tallap(4), yaitu dilukiskan seperti Gambar I.(a): Tahap denaturasi, dimana DNA target diilIkubasi pacta

suhu tinggi hingga untaian target terpisah daDmemungkinkan terjadi hibridisasi dengan primer

oligonukleotida spesifik.(b). Tahap penempelan, dimana campuran reaksi

didinginkan, sehingga memungkinkan primermenempel pacta rangkaian target pasangannya.

(c). Reaksi ekstensi biasanya terjadi pacta suhu sedang,dimana primer diperpanjang pada cetakan DNA olehenzim DNA polimerase.

Ketiga tahap illkubasi tersebut diprogram sebagaisatu siklus tennal. Suatu ciri protokol PCR terdiri atas 30 -

50 siklus tennal. Setiap kali siklus selesai secara teori terjadipenggandaan sekuens DNA target. Pada siklus selanjutnyaproduk sekuens "pendek" terakumulasi secara eksponensial(Gambar 2), dan skema PCR disajikan pada Gambar 3 (5,

6).

Faktor tersebut antara lain (11) .

(a). Keturunan genetik dalam keluarga(b). Paparan hormonal(c). Penumpukan lemak tubuh(d). Trauma daD paparan langsung lai1l11ya alas jaringan

payudara(e). Pol a hidup yang spesifik

3. Pertumbuhan kanker payudara

Kaltker payudara sebagian besar (95 %) merupakankarsinolna, yang berasal dari epitel duktal laktiferus daDduktal tenninal. Pertumbuhan tumor dimulai pada duktal,kemudian meluas padajaringan strolna yang sering disertaipembentukan jaringan ikat padat. Kemudian tumormenyebar ke arab fasia daD membuat perlengketan, sedangke arab kulit menimbulkan kemacetan pembuluh getahbelling yang lambat lauD dapat terjadi ulserasi (bisul) padakulit.

3. Sasaran program

Memasyarakatkan layanan diagnosis penyakitinfeksi (bakteri daD virus patogen) dengan teknik PCR, yaitubakteri M. tuberculosis, .Salmonella sp., E. coli, T. pa//idum,daD virus Hepatitis B.

Pene!i/ian don pengembangan Ap/ikasi /s%P dun Radiosi, /998

M : Menggambarkan metastasis pada organ lain, sepertipam, bati, tulang, daD otak.

Rincian klasifikasi sistem TNM disajikan pada Tabel 2.

6. Penemuan dini kanker payudara

Karsinoma payudara secara klinik tumbuh laten(tersembunyi) dan ballkan acta yang mengalami regresi. Halini bergantung pacta daya tahan tubuh penderita danperangai UUDor. Daya tahan tubuh biasanya disponsori olehjaringan limfoid.

Karsinoma payudara biasanya menyebar secaralimfogen. Distribusi penyebaran tergantung pacta letaktumor. Sebagian besar tumor mengadakan metastasis pactakelenjar getah belling (KGB) melibatkan satu atau lebihkelenjar. Kadang-kadang sel tumor mencapai KGBinfraklavikuler ataupun supraklavikuler tanpa melibatkan.KGB di aksila. Metastasis karsinoma ke organ jauh dapatterjadi secara hematogen. Organ yang sering terlibat adalahtulang, pam, hati, susunan syaraf pusat, kelenjar tiroid, dan

ginjal (12).

Penemuan dini mempakan upaya penting dalampenanggulangan karsinoma payudara. Adanya benjolanpada payudara mempakan keluhan utarna dari penderita.Pada umumnya penderita kanker payudara di Indonesiadatang ke RS atau berkonsultasi pada dokter dalam kondisitumor stadium lanjut, sehingga kemungkinan untukdisembuhkan sangat kecil.

T AMBUN AN (12) membagi tiga macampemeriksaan dini kanker payudara :

4. KJasifikasi histopatologi kanker payudara

Identifikasi subtipe histopatologi karsinoma/kaIlker payudara penting karena ada kaitarulya dengan aspekklinik, yaitu prediksi metastasis, terapi, dan prognosis (12).Karsinoma payudara dibagi menjadi tiga kelompok, yaitukarsinoma noninvasif, karsinoma invasif, dan penyakit

paget.

(a). Pemeriksaan Payudara .S'endiri (.S'ARARJ).Pemeriksaan diri sendiri dilakukan setiap bulan secarateratur. Apabila teraba nodul atau benjolan segeradikonsultasikan pada dokter untuk pemeriksaan lebihlanjut. Dengau melakukan pemeriksaan diri sendiriSecara teratur kesempatan menemukan tumor dalamukuran kecil lebih luas.

(b). Pemeriksaan payudara secara k/inis (.S'ARANJ.S').Dokter umum merupakan "ujung tombak"penanggulangan kesehatan masyarakat, mempunyaikesempatan luas menemukan tumor payudaralebih awal. Kesempatan ini mungkin terwujud,apabila pada wanita yang berusia lebih daTi 40tahun atau yang termasuk golongan fisiko tinggi,walaupun datang karena penyakit lain, dilakukanpemeriksaan fisik payudara secara klinis (SARANIS)oleh dokter, bidan, atau paramedis wanita terlatih daD

terampil.(c). Pemeriksaan mamografi. Mamograf ialah foto

payudara dengan menggunakan peralatan khusus(radiologik). Teknik sederhana dan tidak sakit, tetapibiaya relatif mahal. Mamografi mampu mendeteksikarsinoma payudara ukuran kecil, kurang daTi 2 cmbahkan pada tumor yang tidak teraba. Apabila padaSARARI atau SARANIS teraba modul, pemeriksaandilanjutkan dengan mamografi, terutama pada wanitagolongan fisiko tinggi. Pada saat ini untuk deteksikarsinonm dini telah digunakan xeromamografi dengankemampuan diagnosis lebih tajam daD akurasi lebih

tinggi.

(a). Karsinonla noninvasif Massa sel tmnor terdapat hanyapada intraduktal atau intralobularis. Jmnlah penderitaterhitung sedikit, hanya 5 % dari seluruh karsinomapayudara. Bentuk yang paling sering ialah karsinomaduktal non-invasif dan karsinoma lobularis in situ.

(b). Karsinoma invasif Karsinoma invasif dibagi menjadidua subkelompok, yaitu karsinoma duktal invasif, dankarsinoma tipe spesifik. Karsinoma duktal invasifmerupakan jenis terbanyak, yaitu sekitar 80 % darikarsinoum payudara. Massa sel tumor solid, bentuk danbesarnya bervariasi, tersusun berupa sarang-sarangyang dibatasi jaringan ikat. Tipe karsinoma duktalinvasif ialah karsinoma papilotubularis, karsinomasolid-tubularis, daD karsinoma skirus (sekitar 45 %).Karsinoma tipe spesifik cukup banyak, dan yang seringditemukan ialah karsinoma medularis dan karsinomalobularis.

(c). Karsinoma paget. Tmnbull pada epidennis puling SllSll,meluas pada duktal dibelakangnya, seolah-olah berasaldari duktal, dau jarang ditemukan.

5. Stadium karsinoma payudara 7. Sasaran Program

Penentuan stadium tumor merupakan pedomanuntuk mernilih pengobatan yang sesuai daD ikut menentukanprognosis. Stadium karsinoma payudara ditentukanberdasarkan klasifikasi International yang disusun dalamsistem TNM (Tabel I).

Program penelitian diagnosis dini kanker payudarakemungkinan dilakukan pendekatan permasalahanmelalui:

T Menunjukkan kondisi tumor primer, antara laindiameter daD kondisi kulit yang menutupi tumor,Penilaian terhadap kemungkinan adanya metastasispacta kelenjar getah belling (KGB), daD

N

(a). Ekspresi reseptor honnonal, yaitu honnon progesterondan estrogen.

(b). Mencari kemungkinan adanya antigen spesifik untukkanker payudara.

(c). Penentuan kadar antigen karsinoembrionik (CEA)dalam darah penderita.

Penelilion don Pengembangan Aplikasi Iso/OF don Radiasi. 1998

PEMBUATAN ANTIBODI PROGESTERON, FSH,DAN LH

(hibridoma) yang mewarisi sifat kedua induknya, yaitumenghasilkan antibodi seperti induknya daD dapat di kultur.Meskipun sel pembentuk antibodi yang digunakan masihberagam jenisnya, sehingga hibridoma yang terbentukmenghasilkan berbagai macam antibodi, tetapi denganteknik pemisahan daD isolasi dapat diperoleh kelompokhibridoma bersifat homogen atau monoklonal (Gambar 4)diambil dari GODING (14).

1. Permasalahan

4. Sasaran program

(a). Menghasilkan antibodi progesteron, FSH, daD LH.(b). Kit RIA progesteron, serta FSH daD FH khusus untuk

temak.(c). Diharapkan produksi antibodi tersebut adalah

monoklonal.

PEMULIAAN TANAMAN PADI DAN KEDELAI

Penampilan reproduksi pada ternak ruminansiaberkaitan erat dengan perubahan kadar progesteron dalamsirkulasi darah perifer, yang selama ini digunakan sebagaiindikator tunggal. Sebenarnya siklus estrus merupakan snafumekanisme kerjasama yang saling mempengaruhi antarahormon gonadotropin (FSH, LH) dengan hormonprogesteron yang dikendalikan oleh susunan safar pusatyang akan menimbulkan rangsangan umpan balik pos/neg.

FSH daD LH menstimulasi produksi progesteronsampai mencapai kadar optimal yang diperlukan untukovulasi, yaitu sa at yang paling tepat untuk dilakukaninseminasi buatan. Kegagalan inseminasi buatan karenakeliru menilai kadar progesteron tanpadiketahuinya kadarFSH daD LH pada saar itu.

Penilaian penampilan reproduksi pada ternakjarang diiakukaII penetapan kadar FSH dan LH dalaIll serumdarah perifer. Hal ini karena kit FSH dan LH hewan ternakbelum dapat dibeli dipasaran, daD bila digunakan kit FSHdaD LH tnanusia tidak dapat bereaksi silang dengaII hormonternak. Dalam usaha mengatasi kebutuhan kit RIA FSH daDLH bewaIl ternak, maka perlu dibuat sendiri denganmenggunakan aIltibodi FSH dan LH yang berasal dari dombadengan perkiraan dapat pula bereaksi silang dengan FSHdan LH sapi daD hewan ruminansia lainnya.

1. Tujuan penelitian

(a). Karakterisasi secara molekuler galur mutan padi yangbersifat toleran terhadap kekeringan daD atau cekamanalmninimn.

(b). Mengetahui mekanisme sifat toleransi terhadapkekeringan daD cekaman aluminimu pada tingkatmolekuler pada tanaman padi, sebagai persia pan

kloning gen.(c). Mengembangkan kultur jaringan tanaman padi daD

kedelai yang dikombinasikan dengan iradiasi gamma,dalam usaha mendapatkan galur mutan yang bersifattoleran lerhadap almninium daD kekeringan.

2. Pengel1ian istilah

Reagen imwlologik terpenting wltuk deteksi secarain vitro ialah antibodi atau antisera spesifik. Antibodi ialahsuatu imunoglobulinyang mempunyai kemampuan spesifikuntuk berikatan denganantigen. Sedang antisera ialall serwnyang mengandung antibodi. Imunoglobulin, ialahsekelompokprotein serum terdiri atas lima kelas, yaitu IgG,IgM, IgA, IgD dan 19B yang terbentuk sebagai efek responimun dan memiliki sifat mnmn untuk berkaitan denganantigen spesifiknya. Sedangkall antigen ialah suatu senyawayang mampu menginduksi pembentukan antibodi danmemberikan reaksi spesifik pacta antibodi yang dihasilkan.

2. Lingkup kegiatan

Berdasarkan basil penelitian sebelumnya telahdiperoleh indikasi secara in vitro galur murau padi toleranterhadap kekeringan daD cekmnan aluminium. Dalam mutantersebut terjadi perubahan susunan triplet pada rangkaianDNA gen, sehingga akan terjadi perubahan pola proteindalam upaya tanaman melindungi diri terhadap keadaanekstrem.

3. Antibodi monoklonal

Pacta hakekatnya tubuh bewaIl mamalia tennasukmanusia, bila mendapatkan infeksi benda-benda asing(antigen), misalnya : virus, bakteri, jamur, sel kanker,honnon, toksin, daD sebagainya, akan membentuk antibodiuntuk menghancurkan benda asing tersebut denganberinteraksi secara spesifik. Oalam tubuh, antibodidiproduksi oleh sel limpa, daD setiap sel menghasilkanantibodi spesifik untuk antigen tertentu sehingga dalamsistem imun banyak sekali jenis antibodi yang dapat

diproduksi.KOIll...ER dan Mn..STEN (13) berhasil melakukan

fusi antara sel pembentuk antibodi dari limpa tikus yangtelah in1un dengan mieloma, yaitu sel tumor yang dapattumbuh di dalam kultur. Fusi sel menghasilkan sel hibrid

Studi mengenai respon keadaan ekstrem tersebutsecara molekuler dapat diikuti melalui perubahan ekspresigen, yaitu berupa pembentukan InRNA dan pola rangkaianpolipetida (protein) yang dihasilkan. Dalam penelitian,teknik yang akan digunakan antara lain analisis mRNA,analisis protein, deteksi DNA polimorfisme dengan metodeRAPD, daD sintesis cDNA daTi RNA dengan met ode PCR.

Pengembangan kultur jaringan/sel tallalnan adalahmerupakan dasar dari bioteknologi, bahkan akanmendukung program (akhir), yaitu kloning gen. Denganteknik kultur jaringan yang dikombinasikan denganperlakuan mutagen, baik mutagen kimia maupun mutagenfisik (iradiasi), akan memberikan keragaman genetik yangbennanfaat bagi program pemuliaan.

Selain kultur jaringan tanaman, diusulkan agardapat mulai dikembangkan pula kegiatan hibridisasisomatik, yaitu melalui fusi protoplas sel tanaman.

Pene/itian don Pengembangan Ap/ikasi lsotop don Radiasi, /998

3. Sasaran program 3. Fusi protoplas

Sesuai dengan Renstra Batan, yaitu pacta akhirPelita VII telah diperoleh galur mutan padidan kedelai yangbersifat toleran kekeringan daD atau cekaman aluminiumberdasarkan bioteknologi.

PENGEMBANGAN HIBRIDISASI SOMA TIK SELTANAMAN

Fusi protoptas pada dasarnya digunakan untukmenghasitkan hibrid somatik atau variasi somaktonat.Pentahapan penting dalam pembentukan tanaman hibridsomatik, yaitu : isolasi protoplas, fusi protoplas, regenerasidinding set, fusi inti, seleksi set hibrid, regenerasi tanamanyang lengkap, dan karakterisasi tanaman hibrid.

Selama degradasi dinding sel, beberapa protoplasyang berdekatan dapat mengadakan fusi bersamamembentuk homokarion (fusi spontan). Hasil fusi secaraspontan tidak mempunyai nilai agronomis penting, tetapiyang diperlukan ialah fusi protoplas antara sumber yangberbeda.

'.

Isolasi protoplas

Mekanisme fusi protoplas diawali denganperlekatan antara membran protoplas yang bersentuhan.Dengan larutnya membran pada titik pertemuan, kemudian

bagian-bagian penyusun sitoplas bercampur. Akhimyakedua protoplas sel mengumpul dalam bentuk bulatan yangmengandung inti dari kedua sel induk (dikarion). Inti dalamdikarion mungkin berfusi sebelum, selama, atau setelahmitosis hingga terbentuk sel hibrid berinti satu (Gambar7\

Pacta tahun 196O, COCKING (15) mengembangkanmetode isolasi protoplas secara enzimatik yang efisien, daDmenghasilkan sejmulah protoplas cukup untuk studi fusi.Enzim yang digunakan ialah selulase berasal dari biakansejenisjamur, untuk menghancurkan dinding sel.

T AKEBE et a/. (16) berhasil mengisolasi protoplasmesofil pacta tanaman tembakau dengan menggunakandua macam enzim secara bertahap. Enzim maserozimdigunakan untuk memisahkan sel tunggal, kemudiandengan selulase untuk mencerna dinding sel, hinggaprotoplas dibebaskan. Selanjutnya diketahui bahwa keduaenzim tersebut dapat digunakan secara bersama, selain lebihcepat juga dapat mengurangi terjadinya kont.:1minasi olehmikroba.

Hasil fusi menunjukkan bahwa populasi protoplasterdiri atas campuran berbagai macam tipe induknya, yaituhomokarion, heterokarion, daD berbagai kombinasi inti dansitoplas. Heterokarion sebagai sumber hibrid yang potensialdimasa mendatang, hanya menunjukkan sebagian kecil daricampuran basil fusi tersebut. Seleksi sel hibrid somatikdilakukan dengan tara menggunakan perbed.:'lan alami yangbersifat komplementer, misalnya sifat kepekaan kedua indukterhadap komponen bahan media, temperatur daD

sebagainya.

Sejak enzim secara komersial telah tersedia dipasaran, maka telah banyak laporan ten tang isolasiprotoplas, yaitu daTi sel mesofil, jaringan akar, bintil akarpada legum, bagian ujung tunas, umbi akar, daun bunga,mikrospora muda, daD jaringan buah.

Faktor yang mempengaruhi kelangsungan hidupprotoplas antara lain, yaitu sumber materi tanaman,perlakuan enzim, daD kondisi tekanan osmotik. Diagramisolasi protoplas mesofil disajikan pada Gambar 5.

4. Sasaran program

Menguasai teknik isolasi protoplas, regenerasiprotoplas, fusi antar protoplas, regenerasi tanaman basil fusiprotoplas, daD karakterisasi tanaman hibrid.

2. Kultur protoplas

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Protoplas dapat dikultur pada lempeng agar(Gambar 6), tetapi medium cair ummnnya menjadi pilihandengan alasan : (a). Protoplas beberapa spesiestidak akanmembelah hila ditanam dalan1 medimn yang mengandungagar, (b). Tekanan osmotik medimn dapat dikurangi secaraefektif setelah be\Jerapa hari dalam kultur, (c). Kerapatansel dapat dikurangi, atau sel yang menjadi perhatian khususdapat diisolasi.

Selama 2 -4 hari dalam kultur, protoplaskehilangan bentuk karakteristiknya, dan menunjukanindikasi pembentukan dinding barn, yang dapat dibuktikansecara langsung dengan pewamaan, atau dengan teknikmikroskop elektron. Pembentukan dinding baru olehprotoplas dimulai segera setelah enzim dicuci, dan materidinding sel sekitar protoplas mesofil terlihat setelah 8-24jrun. Dalam beberapa kasus, protoplas tanpa dinding terlihatlebih dari seminggu, bahkan sampai bulanan.

Faktor yang mempengaruhi pembelahan protoplasdalam kultur antara lain yaitu : nutrisi yang diperlukan,kondisi tekanan osmotik nilai kerapatan protoplas dalamkultur, kondisi penyimpanan, daD materi tanaman.

Pada akhir Pel ita VII diharapkan telah dapatdihasilkan :1. Layanan terhadap masyarakat, yaitu diagnosis klinik

pada beberapa penyakit infeksi penting dengan PCR.2. Diperoleh informasi tentang antigen penyebab kanker

payudara. Selain itu juga paparan hormonal, yaitukandungan progesteron daD estrogen penderita kankerpayndara.

3. Kit RIA hormon FSH daD LH untuk temak, serta kitRIA hormon progesteron.

4. Galur muffin tanaman padi daD kedelai yang toleranterhadap kekeringan dan cekaman aluminium secarabioteknologi.

5. Sesuai Renstra Batan, basil uji laboratorium danlapangan vaksin haemonchiasis daD fascioliasis hamstelah selesai.

Penelilian dan Pengembangan Ap/ikasi lsolop dan Radios;, 1\/98

6. SWAMINATHAN, B. and G.M. MATAR, Moleculartyping methods, l.!! : Diagnostic molecularmicrobiology, Persing D.H. et al (eds), ASM,Washington D.C. (1993) 26-51.

Saran

7. GOMPEL, C. and VAN KERKEM, C. The breast. In :Principles and practice of surgical pathology,Silverberg S.G. (ed.), New York, John Wiley &Sons (1983) 245-295.

8. LEONG A.S.Y., and W.A. RAYMOND. Prognosticparameter in breast cancer. Pathology II (1989)169-175.

9. WATERHOUSE J. A.H., C.S. MUIR, K.SHANMUGARA TNAM, and J. POWELL. Cancerincidence in five continents. Lyon, IARC ScientificPublications No. 42 (1982).

10. CORNAIN S., R. MANGUNKUSUMO, I.M. NAZ~and J. PRIHARTONO. Ten most frequent cancersin Indonesia. Pathology based cancer registry dataof 1988-1989. In : Cancer registry in Indonesia.National registry center, Jakarta Coordinatingboard (1990).

1. Dalam pengembangall diagnosis penyakit ilueksi agardilakukan pula deteksi virus patogen penting denganPCR.

2. Program penelitian diagnosis dini kanker payudaradiusulkan untuk dibentuk suatu tim dari PSPKR, PAIR,Lab.Patologi VI, clan RS. Darmais.

3. Khusus kit RIA hormon progesteron agar diproduksidengan antibodi monoklonal

4. Studi transfer mikroflora clan protozoa rumen agar terusdilanjutkan. Seleksi jenis mikroflora daD protozoa yangefisien perlu dilakukan secara in vitro, yailu isolasi dalambent uk biakan murni, kemudian dibuat/disusunkomposisi campuran sesuai dengan kondisi keadaanrumen.

5. Diharapkan agar mulai dirintis pengembangan fusiprotoplas tanaman, yang diawali isolasi clan kullurprotoplas, regenerasi protoplas, dan fusi protoplas.

6. Kelompok mikrobiologi lingkuogan agar mulai berusallauntuk mendapatkan galur bakteri yang mampumelakukan dekomposisi limbah clan detoksifikasisenyawa beraclln, serta sistem mikrobiologi lIntuk

pengelolaan lingkungan.7. Dalam kelompok tanah dan pemupukan agar mulai

dirintis pengembangan rekayasa genetik bakteriRllizobium (penambat nitrogen) pada tanan1an budidaya(padi-padian), clan bakteri Agrobakterium (mengalldwlgplasmid Ti) yang berfungsi sebagai vektor untukmemasukkan gen asing (baru) yang fungsional padatanaman, serta cendawan Mikoriza V.A., yang mampumembantu tmnbuhan menyerap fosfat dari tanah, clanuosur mikro lainnya seperti seng clan tembaga.

PRIHARTONO, J., Y. OHNO, S. BUDININGSIH, S.SUZUKI, S. CORNAIN, N. KUBO, D.TJIDARBUMI, S. WATANABE, G. TJAHJADI,G. SAKAMOTO, I. DARWIS, E. SOETRISNO,and E. SRI ROOSTINI. Breast cancer case controlstudy. Med. J. Indonesia.4. (1995) 143-147.

II

12. TAMBUNAN G. W. Sepuluh jenis kanker terbanyakdi Indonesia, (ed.) M. Handojo, Penerbit BukuKedokteran EGC, Jakarta (1991).DAFTARPUSTAKA

1. SMITH, J.E., Prinsip Bioteknologi, Penerbit PT.Gramedia, Jakarta (1990).

13 KOlfi..ER, G. and C. MILSTEIN. Continous culturesof fused cells secreting antibody of predefinedspecificity. Nature ~ (1975) 495-497.

BAT AN, Konsep Renstra Batan revisi 1997, BPKSTBatan (1997).

214. GODING J. W. Monoclonal antibodies: Principles and

practice, 2nd. ed. Acad. Press, London (1988).SAIKI, R.K., D.H. GELFAND, S. STOFFEL, SJ.

SCHARF, R. HIGUCHI, G.T. HORN, K.B.MULLIS, and H.A. ERLICH, Primer directedenzymatic amplification of DNA with athennostable DNA polymerase, Science ill ( 1998)487.

15. COCKING E.C. A method for the isolation of plantprotoplasts and vacuoles. Nature ill (1960) 927-929.

TAKEBE, I., Y. OTSUKI, and S. AOKI. Isolation oftabacco mesophyll cells in intact and active state.Plant Cell Physiol. 2 (1968) 115-124.

16.

4. KUMAR, R., The technique of polymerase chainreaction, Journal of methods in cell and molecularbiology 1 (1989) 133-152. 17. BHOJWANI S.S. and M.K. RAZDAN. Plant tissue

culture. Theory and Practice, first ed. Elsevier, NewYork (1983).5. PERSING, D.H., In vitro nucleic acid amplification

techniques, ill : Diagnostic molecularmicrobiology, Persing D.H. et al (eds.), ASM,Washington D.C. (1993) 51-88.

.Peneli/lan don Pengembangan Aplikan IsOIOp don Radiasi. 1998

A B C<1=

5'3' 5' "-'3'

37 -600. 720

-EKSTENSI PRIMER

3' 5' 3' -5'

DENATURASI PENEMPELAN

Gambar Satu siklus pacta PCR terdiri atas tiga tahap(dikutip dari R. KUMAR, 1989),

Gambar 2. Pembentukan produk sekuens "pendek" pada sik1us berikutnya (dikutip dariD.H. PERSING, 1993).

Keterangan :A : Dalam siklus pel1ama, rangkai ganda DNA sekuens target digunakan sebagai cetakan,

dengan tempat penempelan primer.B : Kedua rangkaian terpisall oleh deltaturasi panas, dan dua primer oligonukleotida sintetik

menempel pada sekuens yang dikenalnya masing-masing dalam orientasi 5' -3'C : Catalan, bahwa ujung 3' pada setiap primer adalah saling berhadapan. Taq polimerase

DNA merintis sintesis pada ujung 3' pada setiap primer.D : Ekstensi primer melalui sintesis DNA menghasilkan tempat pengikatan primer barn.

Hasil setelah satu putaran sintesis adalah dua kopi asli molekul DNA target. Dalamsiklus kedua, masing-masing pada empat rangkaian DNA (terlihat pada C) menempelpada primer untuk merintis suatu putaran barn pada sintesis DNA.

Di antara delapan produk rangkaian tunggal, dua yang panjangnya ditentukan oleh jarakantara dan tennasuk tempat penempelan primer; produk pendek tersebut terakumulasi secaraeksponensial dalam siklus berikutnya.

Pene/ilian dan Pengembangan Ap/ikasi IsolOp dan Radia.7. /998

[ 1

1:::::7Amplifikasi

Elektroforesis

2 3

Gambar 3. Skema PCR (dikutip dari D.H. PERSING, 1993).

Pene/ilian don Pengembangan Ap/ikasi lsolop don Radiasi. /998

Tikus imun

Limpa"

Gambar 4. Produksi antibodi monoklonal (dikutip dari J. W. GODING, 1986).

Sellimpa dari tikus imun difusikan dengan sellnieloma (HGPRT -) menggunakanpolietilen glikol (PEG). Produk fusi berinti dua diketahui sebagai heterokarion. Padapembelahan berikutnya, fusi menghasilkan sel hibrid tunlbuh dalam medium HAT. Selmieloma tanpa fusi mati dalanl medium HAT, dan sellinlpa tanpa fusi dapat ludup hanyabeberapa hari dalam kultur. Hibrid diuji untuk produksi antibodi pada spesifitas yangdiinginkan, dan diklon dengan pengenceran terbatas.

HGPRT : Hipoxantin guanidin posforibosil transferase -(enzim)HAT : Hipoxantin, aminopterin, daD timidin -(medium)

Sel pembentuk antibodi Donna!

0000000000+

Sel mieloma

" I Polietil~n glikol I S II "~eIIn1~Io~a yang I: ~"-"'t" o-~'~' I .e Im~a ~ang

tIdak dlfusl Heterokarion udak difusl

Pene/itian dan Pengembangan Ap/;kasi Iso top dan Radiasi, /998

.Inkubasi 18 jam

rt,:::.~:..::~~.=~-j'.Protoplas tenggelam pada

dlslr clwan petriPernlllkRRn

dllll" disterilkA"

Larutan enzim dibuangb---i ~ ProtoplftS.Senlrirugasi . .Senlrifllgasi .

..PetahaR selr ,',,;1~.Dilarutkan dalam

medium pencuci

men~andungsukrosa

:;;

-.ProtopllS dllam

medium pencuci

Dilllrutkiln dlliam

nl~i"m kultur.Dilarutkan kembali dalam

medillm kultur untuk membtrikan

nilai densitas awal yang btnar.

.Pindahkan sedikit

sam pel untuk

perhitungan hSfmositokrit

Gambar 5. Diagram alir isolasi protoplas mesofilik (dikutip dari S.S. BHOJWANI daD M.K. RAZDAN, 1983).

Ir:~.."~-Yr'~&'1

.Lempellg petri tlibalikkall

daD diillkubasi pada 2S'C

dengall pellcahllyaan

Satu volum~ proloplas .Satll volum~ m~dium

dalam mr-dium kllltlir kuJlur + \-2% agar (4U.C)

..'\ rOo ;-

l~ -{ I

Protoplas daillm

m~jum kultur

.\<oloni subkultur pada

permukaan medium agar

dengan mengurangi tekanan

osmotik untuk menghAsilkan

kalus.

.Induksi Iullas dlill

.k.r jllrillgllll k.llJs

Protoplas loembentuk

dindinglel kemudian

membelah menjadi kololli

Gambar 6. Diagram alir kultur protoplas (dikutip dari S.S. BHOJW ANI daD M.K. RAZDANI, 1983).

Pene/illan don Pengembangan Ap/ikasi ISOlop don Rad,asl,

A B c

Ef 0

Gambar 7. Diagram alir urutan keadaan fusi protoplas (dikutip dari S.SBHOJW ANI daD M.K. RAZDAN, 1983).

ABCDDF

Dua protoplas terpisahPerpaduan pada dua protoplasFusi membran pada tempat perekatanPembentukan heterokarion

Tabe) Klasifikasi stadium kanker payudara (sistemManchester)

~ta4iul~1 , T,.,'" !' .T 2.Stadjum ..T N]

N]N

M,'0

Ti8

T28

Mo

M

Pene/i/ian dan Pengembangan Ap/ikasi IsOIOp dan Radiasi, /998

Tabel2. Klasifikasi TNM kanker payudara (dikutip dari G. W

TAMBUNAN,1991)

TNM Interpretasi

T .Tumor primer

To .Tidak dapat ditunjukkan adanya tumor

T,ab

.Ukuran tumor kurang dari 2 cm.Tanpa fiksasi.Dengan fiksasi

T2ab

.Ukuran tumor antara 2-5 CIn

.Tanpa fiksasi.Dengan fiksasi

TJab

.Tumor berukuran lebih dari 5 cm

.Tanpa fiksasi.Dengan fiksasi

T4

ab

.Tumor telah meuunjukkau perluasau ke dalam diudiugtoraks atau kulit

.Deugau fiksasi terhadap diudiug toraks

.Disertai edema, ulserasi atau adauya tumor satelit

.Metastasis pada kelenjar getah bening (KGB)N

.Kelenjar getah bening tidak membengkakN,

N1

ab

.Teraba KGB di ketiak homolateral dan mudah digerakan

.Diduga pembengkakan KGB bukan karena metastasis

.Diduga pembengkakan karena metastasis

N2 .Teraba pembesaran KGB di ketiak homolateral, namunmelekat satu sarna lain ataupun dengan jaringan sekitarnya

N .Teraba pembesaran KGB intra alau supraklaviler atauedema lengan homolateral

M .Metastasis ke organ jauh

.Tidak acta metastasis pacta organ jauhMo

M. .Terdapat metastasis pada organ jauh

Penelitian don Pengembangan Aplikasi /sotop don Radiasi, 1998

DISKUSI

VERLIE

BagiaJual~l batas keau1c1naJ1/Safety penlakian radioisotop di bidang kesehatan, apakah sudah ada penelitianmengenai dosis radio isotop yang aman yang masih bolehditerilna tubuh manusia ? Apakah ada efek samping daTipelnakai/pasien ?

F. SUHADI

2. Dengan membeli KIT RIA yang ada di pasaran, padasaat ini sudah bersifat rutin, yaitu meneritna sampel darilab klinis berbagai pemeriksaan honnon untuk manusia,pemeriksaan honnon yang banyak dilakukan antara.lainfungsi tiroid (T3 daD T4), honnon reproduksi steroid(testosteron, progesteron, estradiol, estriol, HPL),gonadotropin (FSH, LH, prolaktin), daD "tumor tnarker"(CEA, AFP, daD PAP).

3. Dapat saja dilakukan kerja saIna penelitian yang saling

menguntungkan.

ENTIN DANINGSIH

Sekalipun belum diungkapkan dalam presentasinalnun saya tertarik dengan pemyataan terakhir dari abstrakmengellai idenlifikasi dan karakterisasi gen toleran cekaInankekeringan dan almninium pada padi.I. Sampai sejauh manakah identifikasi dan karakterisasi

gen toleran ini, khususnya pad a padi yang telahdilaktlkan di PAIR?

2. Apakah hanya AI ? mengapa tidak juga Fe ? Karenapermasalahan pada lahan keringjuga dihadapkan padaFe-toxicity ?

F. SUHADI

I. Di lapangan telah ditemukan galur mutan harapantoleran kekeringan pada padi biasa menjadi padi ketan.Al1aliSiS molekuler galur muffin tersebut telall dilakukan,yaitu mendeteksi DNA polimorfisme dengan metodeRAPD dan sintesis cDNA dari RNA dengan metodePCR.

2. Dalam percobaan yang dilakukan hanya cekamanalmninium, karena pennasalahan untuk lahan masamadalah aluminium.

1. Filosofi proteksi radiasi selain paparan terhadap pekerjaradiasi dan penduduk/populasi, juga paparan medik.Pemakaian radio isotop di bidang kesehatan medikdi1akllkan sesuai rekomendasi dari ICRP Tingkat dosisradiasi yang ditetapkan IRCP masih dibawah tingkatdosis yang tidak acta fisiko kesehatan manusia. Paparanmedik adalah paparan yang diterima oleh seseorangwaktu menjalani diagnosis atau terapi, dan padaseseorang secara sllkarela yang membantu pasien yangsedang menjalalli paparan. Pembenaran bagi suatukegiatan yang menimbulkan paparan radiasi (medik)hanya dapat dibenarkan hila memberikan manfaatkepada orang atau masyarakat terpapar lebih besar daTipada kerugian yang berkaitan dengan sumber radiasiyang digunakan, yaitu besamya dosis perorangan,junllaIlorang yang diradiasi, dan pe1uang terkena papamhendaknya dijaga serendah mungkin. Optimisasiproteksi dimu1ai dari desain, penggunaan perala tan danprosedur kerjayang benar. Nilai batas dosis acuan wltukpaparan pekerja radiasi ia1ah 50 mSv/wB pertaIllm untukstokastik dan 500 mS V /100 Cm2 pertahun untuknonstokastik. Sedang pada paparan llledik keselamatanradiasi diperoleh dengan menerapkan azas manfaat(justification) dan azas optimisasi untuk paparanpenduduk/populasi besarnya NBD = 10 % NBD paparan

pada pekerja radiasi.2. Walaupun jelas banyak manfaatnya bagi kesehatan

manusia, potensi bahaya radiasi tidak dapat diabaikan.Apabila dosis berlebihan dampak negatif radiasiterhadapkesehatilll mungkin dapat berupa efek somatikclkut, misa1nya luka bakar, anemia, ken1Cldulan, katarak,kallker, dan leukemia, serra efek genetik.

SUHARYONO

SRI MURNI ARDININGSIH

1. Bioleknologi dikaitkan dengan beberapa bidng, yaitukesehalan manusia, peternakan dan pertanian, namunkesehat.an yang ban yak dibahas dalam present.asi.Bagaimana tent.ang pet.ernakan, khususnya untuknllst.risi lernak. Apakah dalam paper lengkap jugadibahas, hila tidak dibaltas saya menyaralIkan agar judul

digant.i saja, cukup dengan pengembangan biot.eknologidalam bidang kesehat.an hewan.

2. Berapa biaya unluk det.eksi dini pacta beberapa penyakithila menggunakan metode PCR ?

Apakah KIT RIA pada barman FSH, LH, danprogesteron sudah tersedia di PAIR-BATAN?Seberapa jauh penelitian yang dilakukan denganmenggunakan KIT RIA yang dihasilkan ?Apakah ada kemungkinan dilakukan kerjasamapenelitian untuk penerapan KIT RIA tersebut diatas ?

F. SUHADI

F. SUHADI

KIT RIA homlon FSH, LH dilll progesteron kllUSUS untuktemak barn diprogralnkan pada Pelita VII. Dulu pemahdihasilkan untuk hormon T3 clan T4 clan telahdiseraIlkan produksinya pada Pusat Produksi RadioisotopBAT AN Serpong.

I. Tidak semua judul dibahas dalam makalah, namuntentang peternakan khususnya untuk nutrisi ternak telahdisinggung baik dalam ringkasan, maupun saran-saran.Tujuan utama pogram peternakan adalah peningkatanproduksi daD reproduksi ternak.

2. Pada waktu harga dolarRp. 4.000,-per $ I-, perhitunganharga per sampel ialah Rp. 150.000,-. Bergantung padanilai kurs dolar terhadap rupiah.