Terobosan Baru, Berburu Kekayaan Alam Indonesia dari Udara dengan ‘Airborne DNA’

Fajrin Shidiq, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN)

Indonesia adalah negara megabiodiversitas alias memiliki keanekaragaman hayati yang luar biasa banyak. Meski demikian, sejauh ini baru 10% kekayaan yang terungkap. Hal tersebut menimbulkan pertanyaan: butuh waktu berapa lama untuk mengungkap seluruhnya?

Di sinilah peran teknologi berguna untuk mempercepat usaha dalam menjawab pertanyaan tersebut. Pemahaman terhadap biodiversitas akan membantu kita mengenali siklus alam lebih dan mengambil manfaat untuk kehidupan manusia.

Titik terang atas jawaban tersebut mulai terlihat. Belum lama ini, sebuah terobosan bidang ilmu genetika molekuler bernama airborne deoxyribonucleic acid (DNA) membuka jalan bagi peneliti untuk mempercepat pemahaman kita terkait keanekaragaman hayati. Airborne DNA adalah teknik pengambilan DNA dari partikel udara di suatu lingkungan yang membawa jejak makhluk hidup.

Apa itu Airborne DNA? Bagaimana cara kerjanya?

Organisme dapat melepaskan material dan partikel organik yang mengandung DNA ke udara melalui pernapasan, ekskresi (pelepasan sisa-sisa metabolisme), atau sel kulit mati yang terkelupas (pada manusia dan hewan). DNA juga terdapat di serbuk seperti polen pada tumbuhan. DNA ini bersifat bioaerosol alias melayang bersama partikel udara.

Kita dapat memperoleh dan mengoleksi airborne DNA dari sumber-sumber di atas. Caranya dengan menyedot udara di lokasi yang diinginkan. Udara yang terisap kemudian akan disaring dengan filter khusus untuk mendapatkan material genetik yang menempel pada filter.

Setelah penyaringan, tahap selanjutnya adalah proses ekstraksi DNA dari filter udara. Namun, karena kuantitas DNA di udara sangat sedikit, kita memerlukan penggandaan dan perbanyakan kuantitas DNA menggunakan teknik PCR (polymeraise chain reaction).

Tahap terakhir adalah pembacaan runutan sekuens DNA dengan menggunakan Next Generation Sequencing (NGS).

Melalui proses bioinformatika, kita dapat membaca informasi genetik dari sampel. Caranya dengan mencocokkan runutan sekuens DNA dengan referensi genetik yang tersedia.

Proses ini bisa diibaratkan seperti pencarian pelaku kejahatan oleh polisi dengan mencocokkan sidik jari (sekuens DNA) yang ada di tempat kejadian (udara) untuk mengidentifikasi tersangka maupun korban (tumbuhan maupun hewan).

Salah satu contoh referensi, misalnya, adalah Bank Genetika (GenBank) yang dikelola oleh National Center for Biotechnology Information (NCBI), Amerika Serikat.

Studi yang telah dilakukan

Dalam dua studi terbaru yang diterbitkan di jurnal bereputasi Current Biology, para peneliti membuktikan airborne DNA bisa digunakan untuk menjelajahi keanekaragaman hewan di Kebun Binatang Copenhagen di Kanada dan Kebun Binatang Hamerton di Inggris. Sampel udara diambil dari lingkungan sekitar kebun binatang.

Hasilnya, berbagai jenis hewan yang ada di dalam kebun binatang, termasuk yang berada di dalam bangunan atau jauh dari tempat pengambilan sampel, dapat terdeteksi dengan akurat. Metode ini juga sebelumnya telah berhasil digunakan Johnson dan tim dari Universitas Texas Tech untuk studi tumbuhan.