Foto : pixabay.com
ST. LOUIS, BERITALINGKUNGAN.COM – Sebuah inovasi terbaru dalam bidang bioteknologi pertanian telah berhasil dikembangkan untuk mempercepat dan mengurangi biaya pengembangan tanaman yang lebih baik, dengan tujuan meningkatkan keberlanjutan pertanian.
Penelitian yang dilakukan di laboratorium Keith Slotkin, PhD, bersama dengan kolaboratornya, Veena Veena, PhD, direktur Plant Transformation Facility, baru-baru ini dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Nature.
Publikasi berjudul “Transposase-assisted target site integration for efficient plant genome engineering” fokus pada teknologi bernama TATSI (Transposase-Assisted Target Site Integration), yang menggunakan elemen transposabel untuk mengintegrasikan DNA kustom ke lokasi spesifik dalam genom tanaman.
Teknologi TATSI memanfaatkan lebih dari dua miliar tahun evolusi elemen transposabel tanaman, yang secara alami berfungsi sebagai mesin molekuler yang terasah untuk menyisipkan DNA ke dalam genom.
Integrasi situs target DNA kustom dengan frekuensi tinggi dan presisi tinggi memungkinkan produksi tanaman hasil penyuntingan genetik yang lebih cepat dan lebih murah untuk mengatasi tantangan global di bidang pertanian, iklim, dan lingkungan.
Salah satu tantangan krusial dalam perbaikan tanaman modern adalah integrasi DNA asing dengan frekuensi rendah dan cenderung error ke dalam genom tanaman, yang menghambat pendekatan penyuntingan genom untuk perbaikan tanaman. Sistem CRISPR/Cas berfungsi seperti “gunting molekuler” untuk memotong genom dan memperkenalkan perubahan spesifik di DNA.
Namun, metode saat ini kurang memiliki cara yang kuat untuk menambahkan DNA kustom secara akurat dan efisien di lokasi-lokasi yang telah disunting. Teknologi TATSI memanfaatkan fitur “lem” molekuler dari elemen transposabel untuk menyediakan penyuntingan genom “potong-dan-tempel” yang disesuaikan saat digabungkan dengan CRISPR/Cas.
Kombinasi “gunting + lem” ini memungkinkan peningkatan sepuluh kali lipat dalam tingkat integrasi DNA yang ditargetkan dalam genom tanaman, memungkinkan perbaikan kustom tanaman melalui penambahan sifat-sifat penting seperti resistensi terhadap virus, peningkatan kadar nutrisi, atau komposisi minyak yang lebih baik.
Penelitian tentang TATSI dimulai pada tahun 2019 setelah acara Conversations: Big Ideas 2.0 di Danforth Center, kompetisi di mana tim dari laboratorium Slotkin mengusulkan pemanfaatan kekuatan elemen transposabel untuk perbaikan tanaman.
Sering disebut sebagai “DNA sampah,” elemen transposabel mencakup lebih dari 70% genom jagung. Dengan menggunakan enzim yang disebut transposase yang dihasilkan oleh beberapa elemen transposabel, gagasan besar tersebut adalah alat penyuntingan genom baru yang dapat memungkinkan pengembangan berbagai jenis sifat baru secara cepat, lebih baik, dan lebih murah.
Tim Slotkin memenangkan kompetisi tersebut dan menerima dana awal untuk memulai penelitian mereka.
Sejak saat itu, laboratorium Slotkin telah mendapatkan pendanaan penelitian dari Bayer Crop Science dan National Science Foundation (NSF) AS. Investasi lebih lanjut dari Dana bukti konsep Danforth Center dan NSF menghasilkan prototipe dan pengembangan pra-komersial.
“Terlahir dari kompetisi Big Ideas 2.0, proyek ini mengubah arah penelitian yang kami lakukan saat ini dan ke depan,” kata Slotkin seperti dikutip Beritalingkungan.com dari laman danforthcenter.org (01/07/2024). “Ini adalah bukti nyata dari sikap ‘fokus pada dampak’ yang lebih luas dari Danforth Center.”tambahnya (Marwan Aziz)
.
