Tanpa Penelitian Dasar, Bioteknologi tak akan Berkembang

BIOTEKNOLOGI akhir-akhir ini merupakan kata yang pemakaiannya sedang populer, mulai dari kepentingan industri sampai pada penulisan suatu usulan penelitian. Bukan karena namanya saja yang nampak canggih dan enak diucap, tetapi kegiatan dalam bioteknologi modern itu sendiri telah membuat suatu revolusi sendiri di dalam hampir setiap aspek kehidupan manusia seperti kesehatan, pertanian, energi dan industri.

Selain itu, karena bioteknologi (dalam hal ini bioteknologi modern) dianggap suatu terobosan teknologi baru maka cepat-cepatlah teknologi ini diimpor atau dijadikan salah satu program unggulan. Hal ini memang merupakan langkah yang tidak dapat disalahkan, hanya saja perlu diingat bahwa teknologi hayati ini cepat usang dan seringkali tidak setiap jenis bioteknologi bisa dipindahkan dari suatu negara tanpa melalui pengkajian yang mendalam dari berbagai disiplin ilmu yang terlibat.

Untuk mengatasi hal ini diperlukan suatu sarana pencegah keusangan serta telaah kelayakan bioteknologi. Di sinilah perlunya penelitian ilmu dasar yang akan menjadi motor dan pelita bagi setiap kegiatan bioteknologi.

Punya arah jelas
Suatu penelitian saat ini memang tidak terlalu bertanggung jawab jika hanya sekadar untuk keperluan penelitian saja, apalagi bagi negara-negara berkembang yang untuk hidup saja banyak penduduknya yang masih kekurangan. Oleh karena itu wajarlah kalau setiap penelitian punya arah yang jelas yang tentunya secara umum untuk kesejahteraan umat manusia. Perlunya arah dan tujuan penelitian ini seringkali dicerminkan dengan pertanyaan, Apa gunanya?, apa manfaatnya? atau yang sinonim. Hanya saja perlu diingat kembali bahwa untuk mencapai tujuan suatu penelitian diperlukan waktu yang tidak sama dan sangat tergantung dari sifat penelitiannya.

Dengan demikian keberhasilan suatu penelitian tidaklah selalu mungkin dilihat dari manfaat langsungnya bagi konsumen. Meskipun penelitian dasar juga punya tujuan yang jelas, tetapi manfaat langsungnya seringkali tidak mudah dilihat bahkan oleh penelitinya sendiri, sebagaimana diuraikan diuraikan dalam contoh-contoh berikut.

Rekayasa genetika seringkali merupakan salah satu sarana penting dalam kegiatan bioteknologi modern. Salah satu aspek penting dari rekayasa genetika adalah kemampuannya untuk merancang kembali struktur dan fungsi genetik suatu organisme yang secara sederhana dapat digambarkan dengan kegiatan memotong dan menyambung DNA memang merupakan pekerjaan yang relatif mudah dilakukan saat ini karena adanya berbagai macam enzim pemotong DNA (enzim restriksi) dan enzim penyambung yang dapat diisolasi dengan kualitas dan kuantitas yang memenuhi syarat untuk keperluan tersebut.

Semua enzim restriksi sampai saat ini hanya diperoleh dari berbagai macam bakteri karena enzim ini merupakan salah satu armada molekuler bagi jasad renik tersebut untuk melindungi diri dari serangan
virusnya (bakteriofage). Meskipun demikian, kunci utama dari penemuan enzim restriksi ini adalah penelitian dasar mengenai interaksi antara bakteriofage dengan bakteri inangnya. Penelitian ini bertujuan untuk lebih mangerti mengenai komunikasi serta mekanismenya di taraf molekuler. Namun dalam perjalanannya tersingkaplah suatu misteri yang akhirnya membuahkan enzim restriksi yang sangat besar peranannya bagi bioteknologi modern.Tanpa penelitian ini tak akan pernah tersingkap bahwa bakteri bisa menjadi sumber enzim restriksi yang akhirnya menjadi sumber rezeki untuk menghidupi sebagian besar industri bioteknologi.

Penambatan karbon dioksida (C02) pada organisme autotrof merupakan salah satu peristiwa alam yang menakjubkan dan pada proses inilah semua makhluk di bumi secara langsung maupun tidak Iangsung mendapatkan sumber karbon (unsur C)-nya Ribulose bifosfat karboksilase (Rubisco) merupakan enzim utama pada siklus Calvin yang berperan dalam penambatan karbori dioksida. Menurut perkiraan, Rubisco adalah enzim yang secara alami jumlahnya paling banyak di bumi.

Selain menambat karbon dioksida Rubisco ternyata juga menunjukkan aktivitas penambatan oksigen sehingga aktivitas katalitik penambatan karbon dioksida tergantung pada tekanan parsial C02 dan 02 di sekitar oganisme fotosintetiknya. Oleh karena itu, pakar-pakar fotosintesis telah berusaha untuk meningkatkan daya ikat Rubisco lebih pada C02 daripada 02. Paling sedikit ada dua tujuan daIam penelitian ini yaitu: (i) meningkatkan produktivitas tanaman dengan adanya Rubisco yang lebih efisien sehingga lebih banyak karbon dioksida yang diubah menjadi senyawa terikat, (ii) ikut mempercepat turunnya kadar C02 di atmosfer yang selama ini merupakan buah bibir setiap pembicaraan yang berkaitan dengan peningkatan suhu bumi.

Walaupun tujuannya jelas, penelitian tidak terlihat langsung manfaatnya. Sebab apa yang dikerjakan dalam penelitian Rubisco saat ini masih bersifat biokimia protein dan pengaturannya yang sebagian besar analisanya masih bersifat di luar sel (in vitro). Belum lagi dapat dipastikan apakah efek penambatan 02 tanpa mengubah aktivitas penambatan CO2-nya, karena nyatanya baik CO2 maupun 02 menempati situs katalitik yang sama pada molekul Rubisco. Tidak saja penelitian ini memakan waktu yang lama, tapi juga belum tentu hasilnya positif dalam arti bisa menjamin peningkatan penambatan CO2.

Bagaimanakah status pemberian dana atau hibah dari pemerintah bagi penelitian-penelitian semacam ini? Kalau kita tidak ingin menjadi sekadar pengimpor teknologi, yang seringkali sudah terlalu mahal untuk dibeli, maka sudah saatnya untuk memberikan porsi dana yang layak bagi penelitian-penelitian dasar yang terarah.

Menikmati indahnya penelitian dasar
Selain dana, ada lagi masalah yang tidak kalah pentingnya yaitu bagaimana mendapatkan gagasan yang unik dan potensial untuk penelitian dasar. Seperti halnya pada penelitian terapan, ketersediaan informasi yang sistematik dari peneliti yang terdahulu mutlak diperlukan.

Informasi yang diperoleh dari penelitian terdahulu dapat menjadi sumber inspirasi untuk memperoleh gagasan-gagasan yang unik dan potensial, asalkan sang peneliti mampu menikmati indahnya penelitian dasar.

Menikmati penelitian dasar bisa dianalogikan dengan menikmati suatu karya seni. Kita tidak akan pernah meresapi dengan baik kalau hanya menerima suatu model atau teori dengan begitu saja, tetapi apa yang membuat orang mencetuskan model atau teori itu adalah kuncinya. Dengan demikian penelitian dasar akan sinambung untuk memperdalam dan memperbaiki teori atau model yang sudah ada.

Dalam hal produk hortikutur, terutama buah-buahan, orang lebih suka menikmati buah yang matang di pohon, daripada yang matang karena disekap. Namun dalam prakateknya, buah yang matang di pohon lebih sulit diperoleh di pasar yang jauh dari tempat produksi buahnya. Kejadian yang sama terjadi pada pemasokan buah tomat di AS. Hampir semua tomat di AS diperoleh dari negara bagian California, terutama pada waktu musim dingin. Biasanya tomat dipanen pada waktu masih hijau, lalu dikirim ke negara-ngara bagian lain. Susahnya, rata-rata masyarakat AS lebih suka rasa tomat merah yang matang di pohon daripada tomat yang menjadi merah karena diperam.

Pekerjaan kita tentu akan lebih mudah kalau tomat itu masak dan merah di pohonnya tetapi tetap keras sehingga memudahkan penanganan pasca-panennya. Selain itu tomatnya mesti menjadi lunak pada saat sampai di tangan konsumen. Tomat macam ini bukan impian lagi, bahkan rencananya akan dipasarkan akhir tahun ini oleh suatu perusahaan swasta.

Karena pelunakan merupakan peristiwa yang secara alami menjadi bagian dari proses pemasakan buah tomat, maka cara-cara pemuliaan tradisional sulit atau tidak mungkin menghasilkan tomat yang matang namun tetap keras. Oleh karena itu rekayasa genetika merupakan sarana yang andal untuk menangani hal semacam ini.

Pada proses pematangan buah terjadi peningkatan aktivitas enzim-enzim pengurai dinding sel buah, satu di antaranya adalah enzim poligalakturonase. Penelitian yang lanjut dalam biologi moIekuler tomat memungkinkan pengklonan gen penyandi poligalakturonase, yang selanjutnya gen tersebut dimasukkan kembali ke dalam sel tomat asalnya dengan posisi transkrip terbalik. Akibatnya mRNA poligalakturonase yang dihasilkan oleh tomat rekombinan ini ada dua macam, satunya yang benar-benar menghasilkan poligalakturonase (utasan berarti) dan satunya adalah utasan mRNA yang tak berarti, yang seharusnya tidak terdapat tomat asalnya. Utasan mRNA yang tidak berarti ini dapat mengikat utasan mRNA yang berarti, sehingga jumlah molekul mRNA bebas yang mestinya ditranslasimenjadi poligalakturonase berkurang jumlahnya, dengan demikian jumlah enzim yang dihasilkan juga berkurang.

Dengan teknik ini jumlah enzim poligalakturonase dapat dikendalikan melalui besar kecilnya ekspresi utasan mRNA yang berarti, sehingga lama waktu melunaknya buah tomat itu dapat diatur. Tomat rekombinan ini berwarna merah alami serta memiliki semua cita rasa tomat yang matang di pohon, tetapi poligalakturonase yang dihasilkan sangat sedikit.

Namun belum tentu tomat baru ini akan sesuai dengan kondisi alam Indonesia termasuk ketahanannya terhadap hama dan penyakit serta pengaruh negatifnya terhadap ekosistem setempat. Bisa jadi rasanya juga kurang sesuai dengan lidah Indonesia.

Faktor penentu dalam keberhasilan rekayasa tomat di atas adalah pengetahuan tentag “antisense mRNA” dan enzimologi proses pematangan buah. Penelitian tentang mRNA dengan transkripsi terbalik mungkin tidak nampak manfaat langsungnya pada waktu itu, namun jelas bahwa sang peneliti -ingin mengerti fungsi “antisense mRNA” di dalam sel. Demikian juga dengan enzim pelunak buah, mungkin hanya sedikit saja dari peneliti yang bisa melihat bahwa dengan mempelajari enzim ini justru orang mampu mengendalikannya.

Kekayaan flora dan fauna Indonesia merupakan sumber daya andalan dalam bioteknologi saat ini dan masa depan yang pada umumnya akan mampu bersaing karena keuntungan geografis. Sumber daya hayati ini membutuhkan penghargaan dari pemiliknya. Salah satu caranya adalah dengan mengenalinya lebih terinci melalui pertanyaan-pertanyaan rasa ingin tahu dan berusahan menjawabnya melalui serangkaian penelitian yang tidak semata-mata untuk melakukan kegiatan eksploitasi.

Antonius Suwanto, staf Jurusan Biologi FMIPA dan PAU Bioteknologi IPB

Sumber: Kompas, KAMIS, 24 SEPTEMBER 1992