Blog

  • Menembus Batas Kuantum: Bahasan Biologi dan Filosofi

    Di tahun 2021 akhir dan 2022 awal, di saat waktu itu masih di periode COVID-19, saya menyadari sesuatu. Waktu itu, saya menyadari bahwa bioinformatika dan biologi komputasi, bakal jadi solusi buat saya bisa neliti banyak hal yang mana biasanya terbatas karena biaya. Well, oke lah bahwa buat mendapatkan data primer bioinformatika aja mahal. Tapi alhamdulillah saya dapat kesempatan buat bisa belajar dan jadi praktisi kayak sekarang. Dulu, saya pengen banget belajar biologi sintetik, tapi saya terlalu telat buat belajar itu dan mempraktekkan itu karena di ITB dan UGM, alma mater saya, keduanya baru ada biologi sintetik setelah saya lulus. Tapi beruntung, saya sekarang jadi anggota iGEM dan udah banyak terlibat sama proses-proses internalnya (mungkin saya akan cerita soal ini di lain kesempatan). Di 2022 awal, saya diskusi sama salah seorang teman dekat saya, Reza.

    “Za, akan ada waktu di mana urang akan kehabisan bahan penelitian buat Rafflesia dan familinya. Bukan karena ga tertarik lagi, tapi meski penting mempelajari itu buat konservasi, urang mau belajar ilmu yang sustain. Bioinformatika tetap jadi alat. Mungkin urang akan pindah ke ngerjain tanaman pangan dan tanaman model (Arabidopsis thaliana). Ketika sekarang urang belajar bioinformatika Rafflesia, urang mungkin akan unlock gen-gen penting buat biologi sintetik. Tapi ada satu ilmu yang urang tertarik pengen belajar”

    “Apa tuh kak?” – tanya balik Reza

    DNA dan molekul di dalamnya, bisa bermutasi karena efek kuantum.

    Biologi kuantum

    …dan somehow, tahun itu bertepatan dengan merebaknya istilah multisemesta atau multiverse dan kuantum. Thanks buat Marvel Cinematic Universe waktu itu.

    Nontonin kanal YouTube-nya Sciencephile The AI dan Up and Atom, kemudian baca papernya Jim Al Khalili (McFadden & Al Khalili, 2018), sisi curious saya bangkit.

    Apa yang saya pikirkan?

    “Ketika kita ke memperkecil pandangan kita, dari individu… populasi… komunitas… ekosistem… bioma… sampai akhirnya biosfer, kita tiba di batas atas kehidupan. Ya, mungkin biosfer kita adalah kesatuan terbesar kehidupan. Apakah biosfer bumi berkomunikasi dengan biosfer lain bila ada kehidupan di luar sana? Itu hal yang masih misteri, masih dikaji secara astrobiologi dan xenobiologi. Sejauh ini, ini ujung mentok kita buat makrobiota. Tapi… apa batas terkecil fungsional dari mekanika kehidupan?”

    Yuk kita bahas dari apa yang udah saya tekuni!


    Mengenal Biologi Kuantum dari Kacamata Awam

    Di bawah sel, sesuatu yang merupakan unit fungsional terkecil yang hidup, masih banyak molekul-molekul yang berkontribusi, layaknya organ kita bisa bekerja. Tapi, seperti yang kita tahu, semakin kecil dunia yang kita jelajah, semua akan mengalami transisi dari aturan mekanika klasik ke mekanika kuantum, di mana dalam mekanika kuantum ini, semua tidak akan tepat atau eksak, tapi hanya bisa diduga posisinya, sifatnya, dan kejelasan atasnya – sesuatu yang mungkin kita pernah dengar sebagai Azas Ketidakpastian Heisenberg.

    Ketika kita menggunakan alat komputasi kita, kayak PyMOL, Discovery Studio, atau Autodock Vina dan perangkat buat penambatan molekuler (molecular docking), kita paham bagaimana konstruk atau struktur asam nukleat dan protein kita, serta bagaimana proses interaksi substrat-enzim dan inhibisi enzimatis bisa terjadi. Protein dan asam nukleat adalah molekul raksasa (makromolekul) yang membentuk kehidupan. Protein membentuk enzim atau struktur fungsional lainnya. Asam nukleat, berupa nukleozim (biasanya ribozim, dari RNA) juga bisa berperan sebagai enzim atau katalisator. Tapi, kayak pelajaran SMA, di sini semua akan stuck. DNA bisa rusak dan bermutasi karena sinar ultra violet (UV), enzim bisa denaturasi, enzim bisa non-aktif di suhu rendah, reaksi terang fotosintesis merupakan proses jungkat-jungkit antara foton (partikel cahaya) dan elektron di protein fotosistem II (PSII) dan fotosistem I (PSI), dan lainnya. Interaksi yang mengikuti kaidah mekanika kuantum pada umumnya ini, disebut fenomena trivial, hubungannya adalah tentang interaksi antar atom di protein atau makromolekul lain, interaksi antar makromolekul sendiri. Interaksi ini misalnya gaya regang antar atom di molekul, gaya rotasi atom, gaya torsi molekul, interaksi antar atom, sampai gaya elektrostatik (Hukum Coulomb) antara molekul bermuatan dan gaya van der Waals, antar molekul tak bermuatan.

    Tapi tau ga kalian, bahwa kayak yang tadi saya sebutkan bahwa dunia kuantum itu aneh, ternyata fenomena biomolekul di dalamnya juga bisa aneh?

    Enzim bisa bekerja secara “otomatis” karena substratnya seolah bisa “teleport” ke sisi aktif dan mengalami proses enzimatik.

    Proton di ujung pasangan nukleotida bisa “teleport” ke sisi pasangannya, membuat molekulnya berubah dan dampaknya pas direplikasi, bisa membuat DNA mutasi.

    Elektron bisa “membuat dirinya seolah banyak” dan tiba di pusat reaksi fotosintesis tanpa nyasar dan kekurangan energi.

    Cuma gara-gara dua molekul radikal bebas di kriptokrom, burung bisa membaca medan magnet.

    Fenomena ini ga umum. Fenomena ini disebut fenomena non-trivial di mekanika kuantum. Misalnya penerowongan kuantum (quantum tunneling), superposisi dan koherensi kuantum (quantum superposition and coherence), dan penautan kuantum (quantum entanglement). Ketika kita mempelajari fenomena non-trivial dari sistem dan mekanika kerja komponen biologi molekuler, di sinilah… biologi kuantum bisa kita pelajari.

    Saya akan cerita detailnya lebih banyak di bawah, tapi saya ga bakal pake rumus. Jujur yak, kalo saya bisa paham fisika dan kemampuan matematis saya lebih jago, jujur saya pengen jadi fisikawan partikel atau kuantum dari dulu. Sayangnya, saya ga sejago itu, jadi saya masih di biologi, sampai pelan-pelan bisa belajar biologi kuantum. Kuy lah kita lanjut!


    Penerowongan Kuantum (Quantum Tunneling)

    Analogi tergampang: Teleport atau menembus tembok.

    Singkat cerita, ternyata, selama ada jarak, suatu partikel itu bisa berpindah dari satu titik ke titik lain, meski ada penghalang yang membatasi. Nah, tapi… probabilitas proses ini tergantung sama berapa besar jaraknya, berapa besar energi penghalangnya, dan berapa besar massa partikelnya. Fenomena ini disebut quantum tunneling. Di biologi kuantum, fenomena ini bisa terjadi antara dua nukleotida yang berpasangan dan enzim yang substratnya kecil (misal proton).

    Jadi, 2 nukleotida berpasangan itu bisa saling menransfer proton. Ya, kalian inget kan? Guanin dan sitosin punya 3 ikatan hidrogen, dan adenin dan timin punya 2 ikatan hidrogen. Nah, kalo hidrogen atau protonnya pindah, dia bisa merubah bentuk nukleotida, dan akhirnya berefek kesalahan replikasi DNA. Sebelumnya, percobaan juga udah dilakukan dengan mengganti hidrogen (di air, H2O) dengan deuterium yang lebih berat. Ternyata ketika diganti deuterium (di air deuterium, D2O), probabilitas mutasi bisa lebih kecil (Lu et al. 2013).

    Selain mutasi, tunneling juga bisa terjadi pada enzim dehidrogenase. Pada suhu dingin (-150 °C), katalisasi transfer hidrogen bisa terjadi secara tunneling karena energi pembatasnya jadi rendah dan peluang tunneling jadi meningkat (De Vault and Chance, 1966; Pusuluk et al. 2018).

    Gampangnya, liat deh gambar di bawah ini:

    Konsep dasar quantum tunneling: Suatu reaksi yang biasanya berjalan dengan energi aktivasi yang tinggi (U) bisa diatasi dengan enzim yang bisa menurunkan energi aktivasinya (U(e)), tapi dengan tunneling (Ψ) reaksi ini bisa spontan (a). Mutasi yang bisa terjadi karena tunneling proton antar basa berpasangan (b), yang dampaknya bisa dibandingkan pada proses replikasi DNA normal (c) dan efek tunneling (d). Peristiwa ini juga bisa terjadi pada enzim (e). Sumber: Saya gambar sendiri.

    Selain dua contoh ini, ada juga tunneling yang diduga terjadi pada proses penciuman (olfaktori). Nah, cuma untuk ini saya belum tau pembahasannya.

    Secara filosofi, di dunia kuantum, probabilitas itu bisa ada dan mendekati nol, tapi ga nol sempurna. Kamu bisa membayangkan gini: Calon pasangan ideal kamu bisa aja tiba-tiba muncul di depan kamu. Probabilitas itu ada dengan hitungan kompleks peluang kependudukan (rasio jenis kelamin vs rasio di jenis kelamin itu yang umurnya sesuai pilihanmu vs rasio di kumpulan barusan yang punya ciri fisik yang kamu suka vs rasio yang mau sama kamu) vs peluang mekanika kuantum (probabilitas tunneling berbanding terbalik dengan massa dan jarak). Jadi itu mungkin, tapi peluangnya lebih kecil dari 1 per 1 miliar. Jadi, mending cari sana!


    Superposisi dan Koherensi Kuantum (Quantum superposition and coherence)

    Analogi gampangnya: Elektron itu bisa jurus seribu bayangan (JP: Kage bunshin no jutsu) dan ber”perilaku” layaknya gelombang yang bisa ada di semua posisi.

    Pas SMA, kita selalu dikasih tau kan, bahwa di PSII dan PSI di reaksi terang, elektron bisa loncat karena sentakan oleh foton, terus elektron bisa loncat dari satu klorofil ke klorofil lain.

    Elektron yang loncat dari satu klorofil ke klorofil lainnya. Sumber: Quantum Computing Report.

    Nyatanya ga gitu. Ada puluhan molekul klorofil di fotosistem, dan kalau elektron nyasar, fotosintesis ga bisa terjadi karena elektron bakal kehilangan energi. Nyatanya, elektron bisa sampe ke pusat reaksi tanpa kehilangan energi, karena dia bisa “menjelma” menjadi versi gelombangnya (ya, elektron bisa punya wujud dualisme: Gelombang dan partikel) dan sampai seketika ke pusat reaksi (Engel et al. 2007).

    Fenomena ini disebut superposisi, fenomena di mana suatu entitas pada tingkat kuantum bisa menempati semua kondisi dan akan tetap pada kondisi tersebut (koheren) hingga diobservasi/menyentuh sesuatu, dan ia akan kembali ke wujud partikel (dekoheren).

    Di dunia kuantum, partikel bisa berada pada posisi/status bersamaan. Lagi, sampai dia diobservasi.

    Make sense kan? (Sumber: Ant-Man: Quantumania. MCU)

    Hal ini nyambung sama salah satu interpretasi mekanika kuantum yang disebut interpretasi Coppenhagen. Di dunia kuantum, segala probabilitas itu bisa ada. Tapi, sekalinya diobservasi, probabilitas itu akan runtuh ke hanya satu kondisi. Simpelnya, di tingkat kuantum, ada probabilitas kamu bakal berjodoh ama gebetan kamu dari A sampe Z. Tapi begitu kamu memilih, segala probabilitas itu akan runtuh ke alur waktu di mana kamu memilih gebetan kamu yang jadi pasangan kamu. Sama halnya dengan elektron yang bisa ke segala probabilitas posisi bersamaan, dan saat dia sampe di pusat reaksi, segala probabilitas posisi lain akan hilang.

    Di sisi lain, ada interpretasi lain disebut interpretasi banyak dunia atau many-world interpretation. Beda ama interpretasi Coppenhagen, di mana ketika kita memilih, opsi lain akan runtuh, interpretasi banyak dunia menginterpretasikan bahwa pilihan lain akan bercabang ke semesta lain. Jadi pilihan tadi ga hilang, tapi bercabang.


    Penautan kuantum (Quantum entanglement)

    Analogi gampangnya: Dua orang yang sangat dekat, ntah itu orang tua dan anaknya, atau antara dua pasangan, meski terpisah jarak, mereka akan saling merasakan satu sama lain.

    Kalian tau ga sih? Medan magnet Bumi itu, kekuatannya kecil. Tapi gimana caranya ini dideteksi? Kita punya kompas, bertenaga magnet. Tapi burung migrasi seperti Robin Eropa (Erithacus rubecula) punya kriptokrom yang berperan sebagai kompas molekuler. Gimana caranya kriptokrom bekerja mendeteksi magnet Bumi?

    Gimana caranya kita menggerakkan batu yang super berat hanya dengan sentuhan? Jawabannya, itu bisa terjadi kalo si batu itu udah ga stabil, jadi disentuh aja dia udah gerak/jatuh. Kriptokrom punya 2 komponen radikal bebas: Asam amino triptofan (di kriptokrom) dan molekul FAD di dalamnya. Singkat cerita, elektron di kedua radikal ini ketika superposisi, mereka antara memiliki spin atas dan bawah bersamaan. Ketika kena intervensi magnetik Bumi, elektron di kedua radikal ini akan menjadi konfigurasi singlet (kedua elektron terluar berlawanan, atas dan bawah; kondisi stabil) atau triplet (kedua elektron terluar search; radikal) (Ritz et al. 2000; Solov’yov and Schulten, 2009; Solov’yov et al. 2010; Solov’yov and Schulten, 2012; Solov’yov et al. 2014). Probabilitas dan kombinasi kemunculan antara singlet dan triplet di akhir superposisi kuantum antara triptofan dan FAD inilah yang membuat si burung membaca medan magnet seolah ada kompas.

    Lah, di mana penautannya?

    Ada jarak antara triptofan dan FAD di kriptokrom. Ketika 1 diobservasi atau menyentuh/diintervensi sesuatu, superposisinya akan kolaps menjadi kondisi spin elektron yang beda kan? Tapi ini terjadi serentak antara kedua radikal tadi. Dan menurut Azas Larangan Pauli, ketika satu elektron berada pada spin atas, yang satu akan bawah.

    Kondisi superposisi elektron terluar di triptofan dan FAD. Sebelum kolaps. Kombinasi spin antara 2 molekul ini yang menentukan arah medan magnet yang terbaca burung. Sumber: Saya buat sendiri.

    Pusing ya? Bagi saya pun, quantum entanglement ini adalah yang paling susah buat saya pahami. Intinya, fenomena ini adalah fungsi korelasi antara 2 status yang sifatnya terpaut. Posisi spin elektron yang hanya bisa kolaps ke atas atau bawah aja padahal ada jarak yang memisahkan (ga ada yang ngasih tau bahwa yang satu udah runtuh superposisinya, tapi yang lainnya langsung runtuh juga di posisi berlawanan) sejauh apapun jaraknya. Konsep non-lokalitas ini yang dulu sempet ga dipercaya Einstein. Sampe ada percobaan yang memisahkan 2 partikel terpaut sejauh jarak yang memungkinkan informasi kolapsnya status superposisi antara 2 partikel itu memerlukan kecepatan lebih dari kecepatan cahaya, dan ternyata ketika kolaps, mereka tetap di kondisi berbeda – tanpa ada yang ngebuat keduanya saling tahu posisi masing-masing.

    Logikanya, kamu dan pasangan kamu yang kamu sayangin banget (anjay). Ketika ada sesuatu yang terjadi, karena kalian udah deket banget, terpaut secara nasib (anjay lagi), kalian bisa saling ngerasain jika ada sesuatu.


    Perpaduan dengan omik dan biologi sintetik

    Sekarang adalah era multi-omik, era yang muncul karena teknologi sekuensing asam nukleat generasi lanjut (Next Generation Sequencing atau NGS) dan kromatografi kimia dan spektrometri semakin canggih. Kita jadi tau protein-protein termasuk enzim-enzim yang bisa aja menggunakan fenomena kuantum non-trivial tadi sebagai mekanisme kerjanya. Menariknya, bisa aja antara dua organisme, ga semuanya memiliki efisiensi yang sama atau bahkan ga bekerja dengan mekanisme yang sama, sehingga satu bisa lebih lambat, dan yang lain lebih cepat. Atau untuk kriptokrom, di organisme satu bisa membantu untuk deteksi medan magnet Bumi, yang lain hanya berfungsi sebagai indikator cahaya. Menggabungkan omiks dan biologi kuantum kayaknya bisa ngebuat kita belajar bagaimana mekanisme ini diwariskan di evolusi. Bayangin, se-detail itu Tuhan merancang protein, sampe di evolusi fenomena kuantum ini bisa diteruskan dan terkonservasi!

    Nah, dengan kita tau mana protein atau enzim yang lebih efisien, kita bisa pindahkan ke organisme lain deh dengan teknologi transgenik. Terus, dengan kita gabungkan mekanismenya satu sama lain, kita bisa membuat sistem biologi sintesis di organisme yang berbeda.

    Kebayang ga… tumbuhan yang magnetotropik?

    Enzim yang super efisien?

    Fotosintesis dengan pigmen yang berbeda dari klorofil biasa dan lebih efisien?

    Kayaknya itu bisa didapat, kalo kita bisa mengintegrasikan si biologi kuantum dengan omik, dan nantinya… dengan biologi sintetik.

    Wow… selamat datang di era biologi, versi kuantum-mania!

    -AW-


    Referensi

    De Vault, D. and Chance, B., 1966. Studies of photosynthesis using a pulsed laser: I. Temperature dependence of cytochrome oxidation rate in chromatium. Evidence for tunneling. Biophysical Journal, 6(6), pp.825-847.

    Engel, G.S., Calhoun, T.R., Read, E.L., Ahn, T.K., Mančal, T., Cheng, Y.C., Blankenship, R.E. and Fleming, G.R., 2007. Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems. Nature, 446(7137), pp.782-786.

    Lu, M.F., Zhang, Y.J. and Zhang, H.Y., 2013. Isotope effects on cell growth and sporulation, and spore heat resistance, survival and spontaneous mutation of Bacillus cereus by deuterium oxide culture. African Journal of Microbiology Research, 7(8), pp.604-611.

    McFadden, J. and Al-Khalili, J., 2018. The origins of quantum biology. Proceedings of the Royal Society A474(2220), p.20180674.

    Pusuluk, O., Farrow, T., Deliduman, C., Burnett, K. and Vedral, V., 2018. Proton tunnelling in hydrogen bonds and its implications in an induced-fit model of enzyme catalysis. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 474(2218), p.20180037.

    Ritz, T., Adem, S. and Schulten, K., 2000. A model for photoreceptor-based magnetoreception in birds. Biophysical Journal, 78(2), pp.707-718.

    Solov’yov, I.A. and Schulten, K., 2009. Magnetoreception through cryptochrome may involve superoxide. Biophysical Journal, 96(12), pp.4804-4813.

    Solov’Yov, I.A., Mouritsen, H. and Schulten, K., 2010. Acuity of a cryptochrome and vision-based magnetoreception system in birds. Biophysical Journal, 99(1), pp.40-49.

    Solov’yov, I.A. and Schulten, K., 2012. Reaction kinetics and mechanism of magnetic field effects in cryptochrome. The Journal of Physical Chemistry B, 116(3), pp.1089-1099.

    Solov’yov, I.A., Domratcheva, T. and Schulten, K., 2014. Separation of photo-induced radical pair in cryptochrome to a functionally critical distance. Scientific Reports, 4(1), pp.1-8.

  • Menjadi Ilmuwan yang Bocah

    Saya nulis ini, gara-gara pas Genomics and Science Dojo 2 kemarin, disebut sama salah satu peserta, Farhan, bahwa saya adalah “Peneliti yang berani to stay goofy, tapi tetep bisa dikenal”

    Saya (kanan) dan peserta mas-mas bernama Farhan yang menjadi korban ke-“goofy ahh” an saya

    Dari sini, saya jadi pengen track ke belakang deh apa yah…


    Dulu, saya nyelup ke dunia biologi dari pas saya SD. Kalo ada yang nanya soal apa sih yang jadi awal ketertarikan saya di biologi, khususnya di dunia tumbuhan? Jawaban saya simpel…

    Saya suka biologi, karena saya suka diversitas kehidupan di dalamnya dan keunikannya.

    Pandangan bocah yang dulu suka nanya “Ini apa? Ini gimana? Kenapa sih kayak gini?” tersebutlah yang membuat saya suka biologi, ditambah fakta soal makhluk hidup yang emang aneh-aneh. Kelas 2 SD, saya beli buku di Gramedia dan nemu tentang cara menanam kecambah kacang ijo. Dari situ, pertanyaan saya berlanjut, terus sampai kelas 3 SD. Pertanyaannya jadi:

    “Kalo kacang tanah, kacang merah, cabe, jagung, itu tumbuhnya sama ga sih kayak kacang ijo?”

    Ilustrasi kecambah tumbuh di box di atas media tisu.

    Bayangin, saya nanem biji-biji itu di halaman belakang rumah saya di Bandung. Kok bisa saya dapat biji-biji itu? Jawabannya karena (almarhum) mbah kakung saya dulu punya sawah, beliau suka beli biji-bijian di toko pertanian, dan saya suka minta sama beliau. Seruuu banget rasanya ngeliat sesuatu yang di buku pelajaran cuma ada sebagai teori: Gimana keping biji membelah, gimana tunas bisa tumbuh, gimana akar bisa menyebar. Bahkan di kelas 3 itu, saya penasaran lagi, karena di buku yang saya baca (dulu ada bukunya, kalo ga salah buatan Dorling-Kindersley Book):

    “Apa beda tanaman yang ditanam dengan air menggenang, air normal, dan air sedikit?”

    Gara-gara itu, saya jadi baru paham bahwa dengan air berlebih – sesuatu yang “Wah, dia hidup dengan makanan berlimpah!” Eh, taunya si tanaman malah mati, dia kayak awalnya bergelembung, terus lama-lama layu, dan busuk.

    Kelas 4 SD, saya baca buku yang serupa lagi dan buku di sekolah, dan menemukan bahwa tumbuhan itu bisa bereproduksi secara vegetatif. Hah? Gimana? Iya, kayak singkong yang bisa distek, wortel bisa tumbuh dari ujungnya, dan semacamnya. Saat itu, alhamdulillah karena keluarga saya mampu, saya jadi tahu tanaman-tanaman herba dari luar negeri: Basil, oregano, rosemari, dill, dan semacamnya. Selain terkagum dengan bentuk biji-biji mereka yang beragam, dan otomatis bentuk kecambah mereka yang beda-beda, dengan morfologi daun mereka yang beda (berasa melihara Pokemon yak?), saya pun jadi suka ngambil bagian akar dari sayur yang dulu mama saya beli dan saya tanam, dan eh tumbuh! Terus, ketika saya melihat ada kentang yang bertunas, saya tanam. Tapi (bahkan sampe sekarang), saya ga pernah berhasil membuat kentang saya tumbuh sampai berdaun besar. Terus, baca buku berkebun punya mbah (Time Life Encyclopedia of Gardening: Bulbs, Perennials, Annuals, Flowering Plants, Trees, dan lainnya), saya jadi paham… wah ternyata tumbuhan itu macam-macam ya bentuknya, saya pengen banget bisa melihat mereka tumbuh dengan berbagai macam bentuknya dari biji atau apapun alat reproduksi vegetatif mereka sampai berbunga. Tepatnya, andai bisa melihat macam-macam tanaman di dunia.

    Kelas 5 SD, waktu itu saya dapat biji kenikir dan tanaman-tanaman herba lain yang unik buat saya tanam dari mbah. Terus juga dapat biji bayam dari majalah Bobo, saya tanam, dan tumbuh bagus banget sampe kita di rumah buat peyek bayam. Hahaha. Terus, saya beli buku yang didalamnya ada cara memanipulasi bentuk tumbuh tanaman hias: Ada yang dikepang batangnya (tanamannya harus kuat tapi berupa herba, dibiarkan layu dulu, baru dikepang, lalu ditanam lagi dan disiram lagi), ada yang dibiarkan neoteni (sifat mudanya bertahan; lupa namanya? magic seed? pokoknya kotiledonnya terus ada; sama bonsai kelapa yang batoknya masih terus nempel), dan lain semacamnya. Terus yang juga menarik: Labu dan semangka yang merambat dan berbuah bisa besar, sama kaktus. Iya, kaktus, bijinya hitam mengkilap, berkecambah keping dua, tapi bukannya daun, yang tumbuh adalah duri. Sayangnya gara-gara rumah berantakan, kaktus itu ga pernah tumbuh dewasa (saya akhirnya nyoba lagi sampai kelihatan bentuk bulatnya pas kuliah S1 di ITB). Satu-satunya organisme non-tumbuhan yang juga menarik perhatian saya di kelas 5 itu, karena saya hidup di Yogya (agrikulturnya masih kencang), adalah jamur. Thanks to mbah, saya beli baglog jamur tiram, jamur kuping, dan jamur obat ling zhi buat saya inkubasi di rumah, dan saya bisa melihat bagaimana miselia mereka menyebar dan akhirnya membentuk tonjolan, saya lubangi baglognya, dan tumbuhlah jamur! Kami serumah waktu itu panen dan makan jamur krispi dan sup jamur.

    Antara kelas 6 sampai selesai SMA, saya udah ga banyak eksperimen lagi. Ntah, apa saya merasa “Ah, paling bentuknya sama aja” atau sekedar jiwa remaja yang berapi-api (wkwkwk), plus pas SMP saya merasa underappreciated di biologi, saya ngerasa ilmu saya stagnan. Tapi, paham kan kenapa saya suka banget neliti tumbuhan daripada hewan atau bahkan manusia? Dulu saya bahkan sempat mau daftar FKUI pas di bimbel (kalo tembus, ga kebayang saya satu almamater sama bos saya sekarang, Mas Ariel), tapi saya memilih buat kuliah di SITH ITB. Di sana, kecintaan saya sama tumbuhan pun bangkit lagi. Ditambah, saya dapat dosen pembimbing yang membuat saya selalu penasaran, dan bertanya-tanya, “What if?” ketika saya mengerjakan proyek skripsi.

    Ketika ngerjain particle bombardment buat skripsi di NIE-NTU.

    Waktu itu, saya untuk pertama kalinya ikut diskusi antara dosen dan profesor, antara Bu Totik dan Prof. Chia di NIE-NTU, rasa penasaran dan eksperimental saya muncul lagi. Tapi terlambat, dengan nilai saya yang pas-pasan, saya lulus dengan IPK 2.80, ga dapet beasiswa ke mana-mana, sempat nganggur (walau jadi asisten peneliti Bu Fenny di 2012), saya sempat ngerasa hilang arah. Untungnya, ketika saya S2 di FAPERTA UGM, saya mengerjakan proyek biologi molekuler yang melibatkan PCR untuk pertama kalinya, dan pada hasil persilangan tanaman jagung. Dosen saya, Pak Aziz dan Pak Panji, waktu itu kadang bikin saya geleng-geleng karena ngasih tambahan di detik-detik terakhir. Tapi saya sadar sesuatu, Pak Aziz itu mengajarkan saya…

    Kamu harus paham konsep. The logic of thinking behind everything. Hanya dengan gitu, misal ada hasil yang kurang, kamu tahu apa yang harus diperbaiki dan ditambahkan lagi, biar hasilnya jadi padu dan bagus

    Ga hanya jagung, era akhir dan pasca kelulusan S2 ini yang membuat saya on fire lagi di biologi. Saat itu, saya sudah mengantongi 5 paper di portofolio saya. Rasa penasaran dan gigih buat mencari tahu kayak bocah yang kepo, itulah yang buat saya ternyata bisa nulis paper dan membuat rancangan penelitian yang bagus. Ini yang membuat saya lanjut berkesempatan meneliti Rafflesia sama Bu Sofi Mursidawati, dan nantinya, sama Jean Molina. Sifat saya yang penasaran, itu makin dipupuk sama bagaimana pembimbing S3 saya, Parvez, menunjukkan semangatnya pas neliti, Lebih gila dari Pak Aziz, Parvez meminta saya neliti ikan, dengan instrumentasi fisika yang ga main-main: Dari TOF-SIMS, XPS, FTIR, SEM, dan AFM (cari tau aja sendiri yak, intinya spektroskopi massa dan mikroskop canggih) harus saya coba. Metode analitikal model elemen hingga (FEM) pun harus saya coba. Di akhir pendidikan S3 saya, di tengah era COVID-19 itu, berterima kasih atas arahan Prof. Arli Aditya Parikesit dan Jean Molina lagi, saya jadi memegang dasar biologi komputasi dan bioinformatika omika. Bayangin, kayak main game, sekarang kita jadi bisa “berkreasi” di sains di komputer dong! Terus ngelewatin profesi pascadoktoral di Chulalongkorn University dan ITB, saya makin banyak dapat “senjata” berupa software bermacam-macam buat studi omika! Menariknya lagi, everything came in full circle: Penelitian pascadoktoral saya di Chula? Ekspresi gen kacang ijo dengan transkriptomik!

    Pertumbuhan kacang ijo dengan cahaya (1 dan 2) vs gelap (3 dan 4), pada 3 hari pengamatan (3 hari, A; 6 hari, B; dan 9 hari, C; hari – terhitung dari pemindahan kacang yang sudah direndam ke atas kapas) (gambar suplemen dari Wicaksono dan Buaboocha. 2024. BMC Genomics 25: 992).
    Ekspresi gen Calmodulin-binding transcription activator (CAMTA) 1 hingga 8 di kacang ijo, di berbagai organ (A), di daun (B) dari percobaan terdahulu, dan eksperimen gelap-terang di percobaan ini (C) (gambar dari Wicaksono dan Buaboocha. 2024. BMC Genomics 25: 992).

    Mempelajari itu semua di komputer, saya jadi punya mindset saya dulu pas SD:

    Spesimen X + perlakuan Y + analisis Z = Data

    Dan menariknya, variabel X, Y, dan Z ini bisa banyaaaak banget!

    Dari situ, saya sadar: Di Indonesia, kita terlalu kaku karena digenjot buat nulis paper banyaaaak banget per tahunnya, kita digenjot angka biar h-indeks kita tinggi, dan kita digenjot buat bikin produk hilir dan aplikasi. Kita diminta bikin produk, tanpa harus paham ilmu hulunya. Kita punya segudang hasil ilmu aplikasi, tapi ilmu dasarnya ga ada.

    Tapi ajaibnya, apa yang saya kerjakan tadi karena penasaran, malah ngebuat saya ngebuat paper ilmu dasar tanpa harus dapat dana. Idenya dari mana? Masih dengan rumus yang sama di atas tadi, ngebiarin sisi bocah terus bertanya tanpa dibungkam.

    Anehnya, sifat saya yang punya pikiran selalu ke mana-mana dan ngayal terus, alias cloudcuckoolander ini, ngebuat saya ga suka terlalu formal dan suka hal-hal ngelawak. Ketika peneliti di umur saya selalu share hal serius, penelitian mereka terus, acara rapat mereka terus, saya bertanya, “Kok mereka ga kayak manusia ya? Kenapa mereka harus keliatan sempurna? Kenapa mereka kayak manusia setengah dewa?” dan saya… ga suka itu. Saya ngerasa dengan gitu, saya jadi distant banget ama orang lain. Akhirnya saya mau nyoba sesuatu, sesuatu yang bisa make who I am. Pastinya, saya juga share paper ke audiens, saya juga share pencapaian, saya juga share acara yang saya ikuti jadi narasumber. Tapi, sayajuga share

    Meme, something cutecapybara, kucing. Di Instagram saya.

    Mungkin itu yang kemarin Farhan liat ama beberapa peserta dojo lain ke saya.

    “Kok dirimu bisa goofy ketika banyak peneliti lain keliatannya serius?”

    Saya juga serius dengan apa yang saya kerjakan, tapi… saya masih membawa Adhit yang dulu pas SD selalu bertanya, “Ini apa? Ini gimana? Kenapa sih kayak gini?” bersama Adhit yang udah bergelar doktor ini. Adhit yang selalu penasaran, dan selalu ketawa di tengah dunia yang keras.

    …dan kadang, dengan ketawa bersama diri sendiri melihat capybara dan kucing oren, ide baru yang menurut saya akan mengguncangkan dunia – di tengah peneliti yang selalu serius, akan lahir.

    Who knows? Yet in the end of the day, I will still be Adhit who loves capybara, yet badass enough to be the first omics researcher of Rafflesia in Indonesia.

    Nilai inilah, yang akan saya selalu bagikan ke para mentee saya sekarang dan masa depan.

    Saya dan tim saya di Dojo Cycle 2
    Saya dan tim saya di Dojo Cycle 3

    -AW-

  • 35

    Malam ini, ntah kenapa abis ngobrol ama temen dan ended up ngebaca postingan 10 tahun lalu, pas saya umur 25 tahun. Jadi, ntah kenapa juga, saya jadi pengen nulis ini buat diri saya sendiri…


    Dear Adhityo Wicaksono, S.Si (25 tahun).

    Gimana Dhit, baru enjoy jalan-jalan dan nyicipin makanan baru kah? Tau gak, kadang aku kangen masa-masa itu. Mungkin kita ga mau tau yah, cuma aku akhirnya ga jadi food blogger lagi. Ga jadi kepikiran jadi food critics lagi. Mungkin kita kecewa, tapi… ada masa yang kamu bakal lewati, ketika semua makanan yang akan kamu review, semua bakal sama. Di 2017, kita mulai ragu buat nulis soal makanan lagi karena waktu itu tren makanan di Indo lagi latah dan satu jalan atau satu gang, semuanya jualan makanan yang samaaaa semua. Matcha, Es Kepal Milo, dan lainnya. Terus, waktu itu, kita ngerasa sendiri. Karena ketika itu, semua orang jadi vlogger dan isinya lebih mempromosi, daripada bercerita kayak Bondan Winarno. Beberapa tahun setelahnya, negara kita ada kasus vlogger ngaco yang nyerang resto dan ngasih review jelek, dan harus bayar ratusan juta buat di-takedown. Well, Dhit, maybe I sound depressing, but food blogging is no longer my passion anymore. Tapi, bukan berarti semua kenalan yang kita dapet di masa-masa itu (khususnya para chef) perlu kamu lupain. Kita bakal masih ngobrol sama satu-dua diantaranya. Terus, rasa penasaran kamu soal makanan, tetep lakuin aja. Ini yang membuat kita… “The Hungry Biologist” yang akan dikenal orang. Sori yah, blognya udah dihapus, cuma, I’m still the old foodies like you and now I write my review on Google Map instead!

    Tahun 2014, kita lagi berjuang beresin penelitian tesis kita ya? Satu hal yang jujur aku hepi kamu lakuin ini dulu: Kita bisa ntah gimana deket sama dosen yang beberapa orang anggap killer banget – Pak Panji. Percaya deh, kita berhasil melihat sosok dosen yang bagaikan dewa, tapi kita berhasil ngobrol layaknya manusia. Ini hal yang dulu kamu-skip pas SMA – kita punya, tapi kamu ga sadar. Ini lah, awalnya kita bisa santuy kalo ngomong sama orang yang levelnya lebih tinggi dari kita kayak profesor atau selebritis. Karena mereka dianggap manusia juga. Asli, abis S3 dan postdoc (yep! kita bakal sampe setinggi itu!), ngobrol ama dosen… Pak Panji, Pak Aziz, Bu Fenny, dan lainnya, kita akan ngobrol sama mereka lebih seru lagi, karena mereka adalah kolega tapi juga mentor kamu! Kita mungkin ngerasa “Apa sih??” ama kerjaan tesis kamu sekarang – iya, bahkan pelengkap tugas akhir kita “cuma” prosiding konferensi, tapi kita bakal kangen masa-masa itu, dan persepsi kita ke Pak Aziz dan Pak Panji yang udah makin sepuh, bakal beda. Nanti, kita akan dapat dosen S3 yang jujur epic banget, dari negara yang kamu ga bakal duga. Awalnya mungkin kita bakal ngira bidang kita belok jauh banget, percaya deh – sebenernya ngga, kita cuma mikir gitu, karena kebanyakan orang mikir gitu.

    Tau gak Dhit? Kita udah jalan jauh banget lho! Tahun 2014, kita masih skeptis soal Bu Sofi Mursidawati neliti Rafflesia yang kamu bilang “Ah, emang udah semuanya?” Kita akan sadar, beliau adalah salah satu mentor terbaik kita. Bahkan figur ibu kita di dunia sains. Kita bangkit, jadi ilmuwan muda skala dunia yang neliti Rafflesia dan familinya! Di tahunmu itu, Dr. Jeanmaire Molina menemukan bahwa Rafflesia itu punya genom plastida yang ga utuh. Iya, tau, kita bahkan ga tau dunia genomik waktu itu kan? Hehehe. Sekarang, Jean itu mentor kita juga, dan kita udah banyak memecahkan data Rafflesia ke level molekulnya, DNA dan RNA! Sekarang, bahkan sejak 2024, adalah salah satu peneliti yang menandatangani “Deklarasi Kelantan” untuk Rafflesia. Di mana kita adalah salah satu penulis bareng Pak Agus Susatya dan Chris Thorogood buat memperbarui “Rafflesia of The World” tulisan Datuk Jamili Nais. Kita juga bakal ngasih kuliah tamu di Nantes University, Perancis, di hadapan beberapa profesor dan civitas akademik di sana! Apa kata mereka yang meneliti parasit Orobanche? “Kami kira kerjaan kami sudah sulit, tapi kerjaan kamu (di Rafflesia) ternyata jauh lebih gila!”

    Tahun 2012, inget ga… kita ngebantuin Bu Fenny di Banana Group, cuma kita ngerasa ga ngapa-ngapain. Aku paham kok. Tapi, di 2023-2024, kita gabung lagi dan kamu bakal nerbitin 3 paper keren banget yang kamu ga bakal sangka: Tentang metagenom alias komposisi mikroba penghuni pisang, transkriptom (RNA gitu deh), dan metatranskriptom (RNA para bakteri) – yea, I know, cool, right? Dan kita adalah salah satu yang ngebantu Bu Fenny nyiapin orasi guru besarnya dan akhirnya beliau menyandang gelar profesor. Itu… kebanggaan terbesar!

    Tahun 2014 ini, kita waktu itu lagi tertarik baca soal xenobiologi dan XNA nya Markus kan? 2016… kita bakal ketemu dia langsung di Berlin, kita juga bakal ketemu Vitor dan Philipp. Kita emang bakal susah masuk ke dunia XNA karena penelitian mereka spesifik banget. Tapi, kamu bakal ketemu mentor yang bakal nunjukin kamu dunia disebut bioinformatika. Kamu bakal belajar dunia omika, dunia interaksi molekul kayak protein, DNA, dan RNA. Yang paling gila, kamu bakal belajar sedikit biologi kuantum – soal properti elektron. Fisika yang kita anggap aneh, ternyata keren. Gilanya lagi, kita bakal masuk dunia yang melibatkan artificial intelligent di kerjaan kita! Dari sini, kita bisa “membuat” molekul-molekul kehidupan sintetik baru… kita ada harapan mengekspansi dunia XNA! Oh satu lagi… 2014 kamu bilang mau jadi juri iGEM kan? Sekarang… kita bukan jadi juri lagi. Kita jadi anggota Judge Committee yang ngebantu merekrut juri. Kita bahkan juga jadi anggota Engineering Committee bagian Plant. Sama… kita bakal jadi Advisor beberapa tim! Thailand_RIS… tim High School, mereka dapet Silver di 2023 dan Gold di 2024! Tahun ini… Thailand_RIS lagi dan UGM_Indonesia. Gila kan?? Dunia artifisial… dunia biologi sintetik udah jadi salah satu makanan kita.

    Tahun depan (2015), mungkin bukan tahun yang bagus buat bapak dan keluarga kita pada umumnya, karena bapak pisah sama mama. Cuma waktu itu, kita memilih buat begitu ke bapak, biar dia ngerasa tenang di sisa hidupnya. That was the best choice. Mungkin bapak ngerasa ada di titik nadir di hidupnya di 2016, tapi beliau menikahi orang yang tepat abis itu – dan kamu udah kenal sama ibu tiri kita ini kok. Oh iya, kamu juga bakal ketemu pacar kamu yang awet nemenin sampe sekarang (2025). Orang ini, akan membuat segala mantan kita keliatan bukan apa-apa, dan rasa sedih kita dulu bukan apa-apa. Dia orang yang sabar dan baik. Orang yang kita temenin dari pas dia nulis skripsi, nyari kerja, masa-masa depresi, eh taunya dia dapet beasiswa S2 ke Chulalongkorn University, kita lulus S3, postdoc ke Chula juga, pulang, postdoc ke ITB ama Bu Fenny, eh pacar kamu dapet S3 di Kyushu! What a ride sih!

    Di 2024 ke 2025 ini… kamu ga nyangka ternyata kita bakal kerja di perusahaan. Yep, kamu jadi anak korporat. Cuma, kita… tetep jadi scientist! Kamu ketemu banyak dokter keren, orang-orang asik, kamu kolaborasi sama peneliti lain di Indo, kamu jadi mentor, asik banget pokoknya. Apalagi tahun ini kita bisa balik nraktir bapak dan bantu-bantu bayar kebutuhan rumah lho. Kita sempet sih di 2017 jadi guru bimbel. Pernah ada masa gaji kita gede banget, tapi ternyata… setelah era pandemi yang mengunci semua orang dalam waktu lama, 2020-2022, di 2023, gaji bulanan kita kecil banget. Tapi pas kita kerja, gaji kita cukup banget. Ya, kita emang masih mau pergi ke negara impian kita, cuma wew… kita masih berusaha buat itu, dan dengan kerja di sini, semua pelan-pelan mengarah ke sana.

    Di 2025 ini. Keluarga kita bakal secara finansial ga seoke dulu, cuma semua pelan-pelan stabil. Kita jadi 5 bersaudara. Arif, udah ngerasain kerja. Dunia keluarga pelan-pelan sepi. Tapi setidaknya bapak bahagia.

    Di 2025 ini, kita udah punya ratusan siswa yang lulus dari bimbel tempat kita kerja. Kita udah nyetak banyak dokter lho, mereka bahkan ada yang udah S2! Beberapa stay suka ngobrol sama kita lewat DM. Kita udah nerbitin 3 buku dan 50 lebih artikel ilmiah! Kita punya banyak kolaborator… dalam dan luar negeri!

    Dhit, ada hari-hari di mana kita bakal ngerasa capek. But in the end, trust me… everything worth it. Hal-hal kecil, tapi jalanin aja. Kita ga bakal tau mana yang ternyata akan jadi besar. Takdir Allah ga pernah lurus, tapi Allah tahu skenario terbaik yang akan kembali lagi. Jadi jangan lupa bersyukur atas apa yang kita dapat ya, material ataupun immaterial.

    Aku ada lagu… yang dinyanyiin BCL di 2025:

    Ingatlah semua lelah tak akan tersia. Usah kau takut akan keras dunia

    Setiap kata itu… bener. Jadi Dhit, keep doing whatever that you do…. doing something awesome. And always, trust your guts!

    Warmest regards,

    Adhityo Wicaksono, Ph.D (35 tahun).

  • Mencari Kelapa Lilin: Kontak Pertama dengan Kelapa Super Langka di Indonesia

    Halo pembaca! Sudah satu tahun lamanya sejak saya nulis tentang kelapa. Jadi ya pada waktu itu, pas saya di Bandung, saya somehow tertarik mempelajari dunia perkelapaan mutan setelah nginget fakta bahwa dulu ada buku yang saya baca pernah menyebut soal kelapa kopyor dan kelapa mutan. Kemudian… yah, itu awal perjalanan 1.5 tahun saya dari pas kemaren di Bandung, sampe sekarang di Jakarta lagi.

    Dulu, pas saya SD kelas 5 (taun 1999-2000), saya baca buku kan, dan singkat ceritanya, di situ disebutkan soal “Kelapa abnormal itu contohnya adalah kelapa kopyor dan kelapa lilin”.

    Kelapa lilin…

    Kelapa lilin itu apa ya?

    Di postingan sebelumnya, kita menduga bahwa yang selama ini dikira macapuno sebagai kelapa kopyor, ternyata sebenarnya adalah kelapa lilin bila dilihat bedasarkan deskripsi.

    Ternyata itu benar saudara2!

    Butuh waktu 1.5 tahun sejak di Bandung, untuk mencari tahu kelapa lilin yang bagi saya di hidup ini sangat misterius selama 22 tahun! Thankfully, saya ketemu Kak Tia Handimuljana dari pemilik Roemah Tjoen, Banten, yang kemudian saya bertanya apa itu kelapa lilin karena di laman FB beliau ada kelapa lilin, saya nanya dan minta, akhirnya… kemarin saya dapet juga! Kemudian iya, terkonfirmasilah pula bahwa kelapa lilin = macapuno. Dari sinipun, saya berhasil membuat artikel di Planta (Springer-Nature), jurnal Scopus Q1 yang di sini saya akan sitasi: Wicaksono et al. (2021).

    Fenomena di Balik Kelapa Lilin

    Menurut Nguyen et al. (2016), kelapa lilin alias makapuno muncul karena mutasi gen yang bersifat resesif di endosperma kelapa. Gampangnya gini, sama kayak kita, kita perlu gula buat tumbuh, kan? Gula sukrosa atau versi tunggal (minus fruktosa)nya, glukosa. Biasanya, glukosa akan disimpan dan diubah jadi gula komplek di dalam endosperma (dalam konteks kelapa) sebagai cadangan makanan embrio. Masalahnya, mutasi alias perubahan materi genetik di dalam kelapa lilin ini berdampak tidak adanya gen yang bisa mengolah gula kompleks tadi ke gula sederhana. Di dalam kelapa lilin, gula kompleks berwujud galaktomanan ini terakumulasi, membentuk bagian kelapa yang kayak jel atau lendir.

    Skema fisiologis kelapa normal (a) versus kelapa lilin (b), di mana kelapa gagal merombak gula makanan embrio dan gagal merombak hormon auksin di dalam endosperma (Wicaksono et al. 2021; digambar ulang dari Nguyen et al. 2016)

    Satu hal yang perlu kita pahami, kesalahan umum di kita adalah mengira makapuno/macapuno ini sebagai sinonim dari kopyor, padahal makapuno adalah sinonim dari kelapa lilin dan kesalahan ini sudah banyak terjadi dan disitasi di banyak artikel jurnal atau bahkan artikel online lainnya (Wicaksono et al. 2021).

    Penampang Melintang dan Uji Rasa

    Kalau belum dikupas, sekilas sama aja kayak kelapa pada umumnya. Nothing special. Tepatnya waktu dikirim ama Kak Tia, kelapa yang sampai ke rumah itu bener-bener kayak kelapa tua yang kulitnya udah coklat. Timbul pertanyaan waktu itu, buah kelapa ini… ga ada perbedaan yang signifikan. Gimana caranya bapak2 petani kelapa bisa bilang ini kelapa lilin? Kalau kelapa kopyor, jelas kan karena kalo dikocok suaranya nyaring air dengan ada rontokan daging endosperma kelapa yang tercampur. Dibanding sama kelapa normal yang kalau dikocok suaranya kayak suara air nyaring aja, jernih ga ada interferensi.

    Inilah kelapa lilin!

    Ternyata, kelapa lilin itu ketika dikocok, sama sekali ga ada suaranya. Lebih ke berat banget, seolah isinya bener2 padat. Ternyata pas dibuka, dagingnya tebal banget dan bagian terdalamnya ternyata bagaikan jel atau slime. Airnya? Di kasus kelapa yang saya buka ini, “air”nya jadi kayak lem. Bagian tengah kelapa ini bener2 kayak lilin yang meleleh. Karena struktur dalamnya ini yang lengket dan padat, kelapa ini agak butuh tenaga ekstra buat dibuka. Untungnya, di rumah ada parang.

    Selanjutnya, saya coba kerok dagingnya…

    Embrio kelapa lilin, kekurangan protein pencerna gula dan terkungkung endosperma super padat, embrio ini butuh pertolongan kalau mau dipropagasi
    Daging kelapa lilin, tepatnya bagian endosperma bagian tengah ke luar (dekat batok, bagian terdalam yang kayak lendir ga banyak saya ambil – tapi yah, keambil dikit)

    Ketika kita ingat kelapa muda yang manis. Kelapa tua yang gurih. Kelapa kopyor yang juga gurih tapi lunak. Jika ada kata2 yang bisa diungkapkan buat kelapa lilin alias makapuno ini: Hambar, tapi pulen. Baru saat itu saya ga heran, pantesan orang Filipina selalu ngebuat manisan atau selai dari kelapa ini. Karena dia pulen tapi rasanya hambar, tapi masih punya aroma kelapa – digabung, sepintas digabung jadi kayak kue putu tapi hambar.

    Di Filipina, makapuno diolah dengan dicampur susu kental manis buat jadi makanan penutup yang manis, atau dimasak dengan gula menjadi selai untuk kemudian dijadikan pai atau minuman khas Filipina, halo-halo.

    Terus, kelapa saya ini gimana? Kak Tia dan ibunya bilang, ini bisa dijadikan kolak!

    Membuat Kolak Kelapa Lilin

    1-2 sdm gula aren bubuk

    1/2 batok daging kelapa lilin dan “air”nya

    1 bilah daun pandan untuk menambah aroma, lipat

    Garam secukupnya buat menambah rasa

    Air secukupnya untuk melarutkan bila terlalu kental

    Caranya…

    1. Lelehkan gula aren, tambahkan air sedikit (kira2 2-4 sdm) bila terlalu panas, agar panci tidak gosong
    2. Masukan kelapa lilin, aduk rata. Masukkan pandan, aduk. Tambahkan garam bila perlu
    3. Angkat, sajikan!
    Kolak kelapa lilin

    Kelapa Lilin Sebagai Bagian Komoditas Indonesia

    Sama halnya dengan kopyor, kelapa lilin ini harusnya bisa jadi kelapa yang bisa dimanfaatkan sebagai bahan pangan penuh karbohidrat di Indonesia. Ngobrol sama Kak Tia kemarin, masalahnya kelapa ini mulai langka, yang paham cuma sedikit (kalaupun ada, lebih ke yang tua aja). Sisanya, bahkan untuk petani kelapa yang baru, akan cepat mengira kelapa lilin adalah kelapa busuk kalo dibelah. Akhirnya? Dibuang begitu aja.

    Andai mereka tau, kelapa lilin bisa dimanfaatkan buat jadi permen, tambahan buat makanan manis, kolak (kayak resep di atas), atau karena sekarang banyak yang suka makanan “kekinian”, kenapa ga kita bisa buat kelapa lilin jadi halo-halo, permen makapuno, atau pai makapuno khas Filipina? Atau diolah jadi makanan kekinian lainnya, misal dicampur matcha atau Thai tea atau stroberi? Padahal, menurut saya ini berprospek lho! Di Filipina, pada 2010-2011, nilai ekspor kelapa macapuno mencapai 1083.06 dan 1070.78 metrik ton, senilai USD 1,503,430.00 dan USD 1,559,321.00 menurut Departmen Perdagangan dan Industri, Filipina (tahun 2021).

    Dari kondisi saat ini di mana kelapa lilin menjadi komoditas langka, yang diperlukan ya cuma kita menanam buah kelapa normal yang pohonnya bisa menghasilkan kelapa lilin. Kenapa gitu? Karena kelapa normal ini membawa gen resesif kelapa lilin, yang misal ditanam, ada kemungkinan dia menghasilkan kelapa lilin lagi. Apalagi kalau kelompok pohon dari buah normal pembawa gen kelapa lilin ini ditanam di 1 blok yang sama, dengan penyerbukan dibantu angin, akan besar kemungkinan menghasilkan kelapa lilin di masa depannya! Alternatifnya, sama kayak kopyor, embrio kelapa lilin bisa dikultur embrio sehingga menghasilkan kelapa yang kemunngkinan besar menghasilkan semua buah kelapa lilin (kecuali kena serbuk sari kelapa normal dari pohon sebelahnya).

    Prospek

    Selain soal kultur dan budidaya, studi penyebab malformasi daging kelapa lilin, sama halnya dengan kelapa kopyor secara analisis omika nampaknya menjanjikan. Selain itu, menurut saya, stres atau cekaman yang dialami embrio bisa dianalisis studinya juga secara omika (tepatnya dengan analisis transkriptomika; apalagi data genomik kelapa sudah tersedia).

    Semoga deh, saya bisa turut kontribusi penelitian tentang ini!


    Referensi

    Wicaksono, A., Raihandhany, R. and Teixeira da Silva, J.A., 2021. Kopyor versus macapuno coconuts: are these two edible mutants of Southeast Asia the same?. Planta254(5), 86. https://doi.org/10.1007/s00425-021-03740-y

    Nguyen, Q.T., Bandupriya, H.D., Foale, M. and Adkins, S.W., 2016. Biology, propagation and utilization of elite coconut varieties (makapuno and aromatics). Plant Physiology and Biochemistry, 109, pp.579-589. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2016.11.003

  • Mencari Kelapa Lilin: Perdebatan antara kelapa macapuno vs. kelapa kopyor – sebuah permasalahan terminologi

    Halo pembaca, gila ya saya nulis di blog ini udah 2 tahun lalu, dan sekarang kita bersama stuck di tengah pandemi COVID-19 yang ntah sampai kapan bakal terus ada. Yah semoga vaksin segera tersebar merata dan ada tanda2 untuk selesai deh. Aamiin.

    Yah ngomong2, sekarang saya lagi sibuk nulis disertasi. Sekarang banget, yak, sekarang banget ini tiba2 lagi pengen nulis yang lain buat refreshing aja.


    Jadi, saya mau nanya, seberapa familiar kalian sama yang namanya kelapa kopyor?

    “Lah Dhit, ngapain kamu nanya ginian? Kopyor bukannya kelapa biasa yang ancur itu ya?”

    Berkas:Kelapa Kopyor.jpg
    Gambar 1. Kelapa Kopyor, dengan dagingnya yang rapuh (Oleh: Setiawanap, Gambar dilisensi oleh CC Attribution-Share Alike 4.0)

    Meh, buat yang ga tau, kelapa kopyor itu adalah kelapa mutan, di mana dagingnya atau endosperma nya tidak bisa terbentuk sempurna menjadi padat. Jadi pada hasilnya, si dagingnya jadi lembek, gampang pecah, dan air kelapanya lebih banyak dari normal. Anehnya lagi, kelapa ini ga bisa tumbuh dengan sendirinya, jadi antara dia harus tumbuh dengan kultur embrio (jadi embrionya yang ga bisa tumbuh dikultur di media tumbuh Murashige-Skoog biar bisa tumbuh, hasilnya tanaman dengan 100% buah kopyor) atau pakai kelapa normal dari pohon kelapa yang ada buah kopyornya (tapi konsekuensinya, tanaman hasilnya ga 100% kopyor) (Warisno, 1998). Nama “kopyor” ini katanya berasal dari kandungan airnya yang banyak, yang kalau dikocok2, bunyinya “kopyok kopyok kopyok” (yah, versi masing2 deh, haha). Dari sisi manusia (antroposentris), kelapa ini enak banget. Airnya banyak, dagingnya tipis dan rapuh jadi gampang pecah dimulut tanpa harus dikunyah, apalagi pake sirup cocopandan! Mantap lah.

    Banyak orang yang menyebut kelapa kopyor sebagai maccapuno. Apakah itu sinonim yang benar? Nyatanya, saya ragu soal itu.

    Sebelum kita bahas soal itu, saya mau cerita lagi.

    Jadi, pas saya kelas 5 SD (tahun 1999) saya penasaran soal gimana kelapa kopyor itu tumbuh. Kelas 5 SD adalah waktu di mana waktu itu saya belajar bahwa kadang tumbuhan bisa menghasilkan buah yang ga seharusnya ada dalam skala alami untuk dibudidaya (misalnya semangka tanpa biji, sama ini – kelapa kopyor). Jadi saya beli buku di Gramedia, buku “Budidaya Kelapa Kopyor” garapan Warisno dari penerbit Kanisius (kalo ga salah inget ya, atau bukan?). Selain saya belajar kelapa kopyor itu apa sebenarnya dan gimana cara budidayanya, saya menemukan tulisan yang kurang lebih (kurang lebih ya, soalnya saya ga nemu bukunya lagi):

    “Di alam, ada kelapa yang pertumbuhannya abnormal. Kelapa-kelapa abnormal ini contohnya adalah kelapa kopyor dan kelapa lilin”

    Warisno (1998)

    Waktu itu, saya bertanya dan bingung. Apalagi itu kelapa lilin?? Kacaunya, waktu itu ga ada yang namanya Google dan Wikipedia, jadi mencari informasi tambahan itu susah banget, saya harus nyari buku tapi sampai akhir ga nemu. Pada waktu itu, saya hanya berhipotesis bahwa yang namanya kelapa lilin itu adalah kelapa yang dia minyaknya banyak banget. Ya, saya tau betul yang namanya minyak kelapa, karena almarhum mbah saya biasa pijet pake itu – dari situ saya berpikir, hmmm, mungkin kelapa lilin kayak gitu. Ujung pikiran saya saat itu, kenapa ga ada yang nulis buku soal itu? Kelapa ini kalau benar penghasil minyak, harusnya punya nilai ekonomi dong! Tapi kok malah ga ada yang nyorot?

    Tahun 2020. Ya, 11 tahun lamanya sejak saat itu. Saya udah jadi mahasiswa S3. Google dan Wikipedia sekarang sudah menjadi mesin pencari terkuat yang pernah ada. Jurnal2 ilmiah sudah gampang saya akses. Pada suatu ketika, saya iseng menanyakan hal yang 11 tahun lalu itu bikin saya penasaran, sampai akhirnya saya menemukan artikel ini. Dari blog yang sama, saya menemukan penjelasan yang akhirnya menjawab semuanya ini:

    ““Yang kita tidak banyak tahu adalah kelapa Makapuno ternyata telah ada di daerah Banten dan telah dibudidayakan secara turun temurun oleh masyarakat Banten. Makapuno asal Banten ini disebut kelapa lilin karena daging buahnya mirip lilin meleleh akibat kepanasan,” ujarnya.”

    Blog “Praktisi Humas” (zulehumas.blogspot.com)
    Gambar 2. Kelapa lilin menurut zulehumas.blogspot.com, yang juga merujuk ke marketmanila.com; artinya bisa kita anggap penulis blog ini mengkonfirmasi bahwa kelapa lilin itu macapuno (bahkan gambar ini ada di deskripsi macapuno beberapa laman lainnya)

    Selain pada akhirnya saya mendapat jawaban yang saya cari 11 tahun lalu, saya malah mendapat pertanyaan baru, “Wait, artinya kalau kelapa lilin ini = makapuno/macapuno, artinya semua referensi yang menyebutkan bahwa macapuno = kopyor itu salah dong?”

    Yang menjadi masalah, referensi kelapa lilin itu dikit banget. Ketika kita memasukkan kata pencarian “kelapa lilin”, baik dengan tanda kutip ataupun ngga, kita akan menemukan gambar di atas, lilin yang dibuat dari minyak kelapa, ataupun nama daerah perumahan.

    Untuk memulai investigasi mengenai apakah “macapuno” itu sebenarnya, kita harus setuju dengan terminologi ini dulu:

    1. Kelapa kopyor bentuknya berupa kelapa dengan daging rapuh dan air yang banyak
    2. Kelapa lilin bentuknya seperti lilin yang mau meleleh

    Kemudian kita harus mencari terminologi bahasa dari “macapuno” yang berasal dari Filipina. Bahasa Tagalog, macapuno atau makapuno bisa diartikan sebagai “memiliki karakteristik yang penuh/kembung”. Jika kita mencari gambar kelapa ini, apalagi dengan menyantumkan “coconut” dan bukan “kelapa”, maka kita akan mendapati kelapa yang sama dengan gambar 2 di atas, bukan gambar 1. Dengan demikian kita bisa sepakat bahwa kelapa lilin adalah macapuno.

    Yang menjadi masalah sekarang, banyak sekali referensi jurnal yang menyebutkan bahwa kelapa kopyor itu memiliki sinonim sebagai kelapa macapuno. Ada jurnal yang menyebutkan bahwa ada kelompok kelapa yang menggolongkan macapuno dan kopyor sebagai “Curd Coconut” karena bentuknya yang seperti padatan dadih susu, yaitu di tulisan oleh Chomchalow (2013). Menariknya, ada nama kelapa lain dari negara berbeda yang dirujuk ke artikel lain terdahulu dengan penulis yang sama (Chomchalow, 2006), dan untuk masing2 nama, saya berusaha mencocokkan apakah karakteristiknya seperti gambar 1 atau 2 dengan Google Image (dengan maksimum 10 gambar pertama demi relevansi):

    1. Kamboja: Dong Kathi
    2. India: Thairu Tengai
    3. Papua Nugini: Niu Garuk
    4. Filipina: Macapuno/Makapuno
    5. Indonesia: Kopyor
    6. Malaysia: Kopyor
    7. Polinesia: Pia
    8. Sri Lanka: Dikiri Pol
    9. Thailand: Maphrao Kathi
    10. Vietnam: Dua Sap

    Dari pencarian gambar yang saya lakukan, pencarian nama2 alternatif di atas selalu merujuk ke sinonim Macapuno dan Kopyor secara acak.

    Oke, obrolan kita meluas. Kita balik deh ke ciri2 biologis kelapa kopyor yang kita kenal, kelapa lilin, dan macapuno.

    Kelapa kopyor, memiliki ciri daging buah yang rapuh dengan air yang banyak. Mencari penjelasan genetika yang masuk akal sangat sulit di jurnal, karena banyak yang menyamakan kopyor sebagai macapuno (menyebut sama2 kekurangan enzim α-D-galaktosidase) (seperti di: Mashud dan Manaroinsong, 2007; Eris et al. 2019 yang merujuk Mashud dan Manaroinsong, 2007 (2018 di Scholar); Maulida et al. 2020), dan hal ini berakibat fatal pada reaksi berantai sitasi sehingga definisi kopyor-macapuno menjadi blur. Penjelasan paling masuk akal sejauh ini walau belum ada lanjutan penelitian adalah dari jurnal yang salah satunya ditulis oleh seorang ahli kelapa IPB, Prof. Sudarsono, yaitu kelapa ini mengalami mutasi letal resesif yang berdampak ke rapuhnya endosperma yang menjadi mudah lepas dari tempurungnya, dan bahkan embrionya (Maskromo et al. 2015; Sudarsono et al. 2015) – sehingga menurut saya embrionya tidak dapat makanan dan mudah lepas pula. Perlu dilakukan pengecekan biosintesis yang menyebabkan integritas endosperm kopyor menjadi terganggu akibat mutasi. Kalau dikaji sementara, dari tesis IPB oleh Ismayanti (2013), kandungan sukrosa di air kelapa kopyor lebih banyak – secara ga langsung, artinya memang sesuatu yang membuat gula tersimpan di endosperm padat terganggu. Kemudian air kelapa kopyor mengandung lebih banyak asam amino (Santoso et al. 1996) – yang artinya bisa saja ada protein yang tak terbentuk, dan berkontribusi atas kerapuhan endosperm padat kelapa kopyor.

    Kelapa macapuno memiliki ciri daging buah yang tebal, seperti jel/gelatin, yang terbentuk akibat mutasi resesif yang berdampak ke pengentalan cairan kelapa akibat akumulasi zat gula galaktosa dan mannosa yang membentuk galaktomannan (Mujer et al. 1983) karena kekurangan produksi enzim α-D-galaktosidase (Samonte et al. 1987). Oke, sampai sini kita bisa mencari tahu karakter galaktomannan, yang ternyata bentuknya emang seperti jel, karena kalau kita bayangkan, itu merupakan komponen penyusun kapang Aspergillus (Bart-Delabesse et al. 2005).

    Kelapa lilin, sayangnya hingga blog ini ditulis, tidak ada keterangan satupun, dan tidak ada satupun jurnal yang tertulis. Tapi, kembali ke penjelasan awal, dan bahkan dikonfirmasi oleh Maskromo (2013) di dalam tesis Ismayanti (2013), bahwa kelapa lilin memiliki endosperm padat yang kenyal, maka kelapa lilin untuk sejauh ini bisa disinonimkan dengan macapuno, bukan macapuno dengan kopyor.


    Dengan pembahasan dan kesimpulan bahwa kelapa lilin adalah macapuno, saya menyadari bahwa pendataan yang memadai atas kelapa2 konsumsi yang bersifat mutan itu masih minim, dan kesalahan penggunaan yang berulang2 menyebabkan kesalahpahaman yang berantai. Seperti yang saya sebutkan, banyak tugas akhir mahasiswa dan artikel ilmiah yang menyamakan macapuno dengan kopyor, baik sekedar penamaan, hingga penjelasan teori di dalamnya. Maka, saya sebagai salah satu peneliti, dan tukang makan, saya mau menyarankan:

    1. Pengadaan sosialisasi dan pendidikan macam2 buah mutan, seperti kelapa kopyor dan kelapa lilin ke masyarakat dan tokoh masyarakat. Dengan begini kita semua jadi tau kekayaan pangan negara ini dengan lebih jauh. Kita jadi tau apa itu kelapa2 mutan ini, bentuknya, rasanya, teksturnya, dan yang paling penting adalah keunikannya sehingga kita tau cara melestarikannya. Saya sangat menyayangkan karena walau saya tau kelapa kopyor, saya hingga detik ini dari blog kelapa lilin yang saya baca di atas, saya belum pernah ada kesempatan buat tau dan lihat langsung kelapa lilin itu yang saya cuma tau bahwa itu ada di Banten. Bahkan ketika saya berusaha mengontak Prof. Sudarsono, ga ada respon sama sekali (kalo bapak baca ini, pak, saya mau ketemu bapak dan diskusi ilmiah). Saya ga bisa nyalahin beliau sih, cuma saya menyayangkan aja saya ga bisa nyobain kelapa unik satu itu. Gimana saya bisa peduli, kalo saya bahkan ga tau apa itu? Bagi saya, kelapa mutan itu bukan cuma milik balai penelitian aja – semua berhak tau. Kalau ada dari pembaca yang bisa ngasih tau saya di mana saya bisa beli kelapa lilin, tolong tulis di kolom komentar.
    2. Sosialisasi soal ciri2 kelapa2 mutan ini, soal kopyor, kelapa lilin/macapuno ini harus lebih dijelaskan lagi ke para mahasiswa dan tidak boleh ambigu. Sekarang kalau artikel2, skripsi2, tesis2, disertasi2 yang ada bilang macapuno itu kopyor, kapan kita tau kenyataannya? Mungkin apa yang saya tulis di sini salah, cuma saya butuh bukti. Lah saya liat kelapa lilin aja belum pernah. Saya gara2 pandemi ini belum bisa ke Filipina buat liat sendiri macapuno itu kayak apa bahkan.
    3. Satu kalimat lagi deh, gambar resmi kelapa lilin ngga ada. Serius, ini tanaman pangan lokal dan bahkan ga ada yang ambil. Itu gambar 2 aja diambilnya dari macapuno di Filipina.

    Gitu aja paling rant dari saya . Seperti sebelumnya saya nulis jamur pelawan yang unik ama keju dangke khas Enrekang di blog saya satunya lagi, saya meski udah ga sepenuhnya jadi blogger kuliner lagi, saya masih peduli ama makanan2 dan flora pangan negara ini. Jadi, semoga siapapun yang baca tulisan saya satu ini, ada yang terinspirasi untuk investigasi apa yang saya tulis. Good luck!


    Bonus: Kalo kita tadi tau ada kelapa kopyor yang ambyar, ada kelapa lilin atau macapuno yang kenyal, bahkan menurut Maskromo (2013) di dalam tesis Ismayanti (2013) tadi, ada lagi kelapa yang endosperma nya renyah, namanya kelapa kenari. Berasal dari Maluku Utara (dilaporkan oleh Dr. Agus Anwar di sini), konon karena dagingnya keras dia bisa diperbanyak secara normal. Tapi biar hasil buahnya juga kenari, perlu dilakukan kultur embrio seperti kelapa kopyor dan kelapa lilin.

    Ketika saya mencari lagi di Google, saya ga nemu apa2 lagi soal kelapa ini selain link di atas, dan cara perbanyakan di sini. Bisa dibilang pembahasan soal kelapa ini kayaknya lebih langka lagi dibanding kelapa lilin.

    See? Betapa kaya biodiversitas negara kita. Yuk lah cari tau!

    -AW-


    Referensi:

    Bart-Delabesse, E., Basile, M., Al Jijakli, A., Souville, D., Gay, F., Philippe, B., Bossi, P., Danis, M., Vernant, J.P. and Datry, A., 2005. Detection of Aspergillus galactomannan antigenemia to determine biological and clinical implications of beta-lactam treatments. Journal of clinical microbiology43(10), pp.5214-5220.

    Chomchalow, N. 2006. Maphroa Kathi. Thailand Network for the Conservation and Enhancement of Landraces of Cultivated Plants (TNCEL), Bangkok, Thailand (in Thai).

    Chomchalow, N., 2013. Curd coconut: Its mystery and potentialities. Cord29(2), pp.6-6.

    Eris, D.D., Wahyuni, S., Riyadi, I., Widiastuti, H., and Siswanto 2019. Pengaruh kitosan, mikroba antagonis, dan bakteri endofit dalam menekan perkembangan penyakit bercak daun pada bibit kelapa kopyor. Menara Perkebunan87(1), pp.41-51.

    Ismayanti, R, 2013. Kemiripan Genetik dan Pola Penyebaran Serbuk Sari Populasi Kelapa Kopyor Pati Berdasarkan Analisis Marka SSR dan SNAP. Tesis, Universitas Institut Pertanian Bogor, Indonesia.

    Mashud, N. and Manaroinsong, E., 2007. Teknologi kultur embrio untuk pengembangan kelapa kopyor. Buletin Palma, (33), pp.37-44.

    Maskromo, I., Tenda, E.T., Tulalo, M.A., Novarianto, H., Sukma, D., Sukendah, S. and Sudarsono, S., 2016. Keragaman fenotipe dan genetik tiga varietas kelapa genjah Kopyor asal Pati Jawa Tengah. Jurnal Penelitian Tanaman Industri21(1), pp.1-8.

    Maulida, D. Erfa, L., and Marveldani, 2020. Kultur Embrio Kelapa Kopyor Menggunakan Beberapa Konsentrasi BA Dan Air Kelapa. Jurnal Penelitian Pertanian Terapan20(3), pp.247-251.

    Mujer, C.V., Arambulo, A.S. and Mendoza, E.M.T., 1983. The viscous component of the mutant (makapuno) coconut endosperm. I. isolation and characterization. Philippine Journal of Biology.

    Samonte, J.L., Ramirez, D.A. and Mendoza, E.M.T., 1987. Galactomannans in developing normal and makapuno coconut endosperms. Bull Phil Biochem Soc7, pp.15-19.

    Santoso U, Kubo K, Ota T, Tadokoro T, Maekawa A. 1996. Nutrient composition of kopyor coconuts (Cocos nucifera L.). Food Chem. 57:299-304.

    Sudarsono, Maskromo I, Dinarti D, Rahayu M S, Sukma D, Yuliasti, Hossang M L A and Novarianto H 2015 Status penelitian dan pengembangan kelapa kopyor di Indonesia Prosiding Konferensi Nasional Kelapa (KNK) 8 53-64

    Warisno, 1998. Budidaya Kelapa Kopyor. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

  • Dogma Sentral Biologi Molekuler dan Ekstensinya Dari Kondisi Sekarang

    Saya membuat artikel ini dengan tujuan mau sekalian belajar untuk UTS nya Pak Dr. Panjisakti Basunanda, M.P. (yang sangat kami kenal sebagai Pak Panji) minggu depan.

    (Tulisan ini terakhir gw edit di tahun 2014)


    Wow, ternyata draft ini udah berumur 5 tahun dan sampai berdebu! Wew, udah lama gw ga ketemu Pak Panji. Semoga beliau sehat selalu.

    Beberapa orang awam pasti bertanya2: ini apa lagi sih yang si Adhit tulis??

    Oke, gw mau jelaskan dulu… dogma sentral biologi molekuler (Central Dogma of Molecular Biology) adalah sebuah “dogma” yang diintroduksikan oleh Francis Crick pada tahun 1958 dan dimunculkan kembali pada jurnal Nature pada tahun 1970 mengenai aturan utama bagaimana DNA menjadi RNA dan menjadi protein. Itu pada umumnya… sekali lagi, pada umumnya atau aturan standar (General Rules of Transfer). Namun kenyataannya, hingga kini aturan mulai terkembang dengan lahirnya aturan spesial (Special Rules of Transfer). Sebenarnya ada 1 aturan lagi yang hingga saat ini menjadi kontroversial dan belum jelas aturannya. Ini disebut aturan yang tidak diketahui (Unknown Rules of Transfer).

    Aturan Standar (General Rules of Transfer)

    Sebenarnya ini bagi yang merasakan SMA jurusan IPA dan S1 di bidang terkait biologi seharusnya sudah mengerti. Referensi buat baca, yah, tinggal buka Campbell Biology atau Bruce Alberts “Molecular Biology of The Cell”. Proses ini mencakup 3 hal:

    1. Replikasi DNA dengan enzim DNA polimerase.
    2. Transkripsi DNA menjadi RNA dengan enzim RNA polimerase (DNA-dependent RNA polymerase).
    3. Translasi RNA menjadi polipeptida, lalu protein dengan bantuan ribosom.

    Replikasi DNA itu secara umum terjadi dengan bantuan enzim DNA polimerase. Enzim DNA polimerase sebenarnya memiliki banyak variasi sesuai organismenya, plus proses ini juga dibantu oleh enzim2 lain seperti topoisomerase yang fungsinya meluruskan struktur heliks DNA, helikase yang membuka ikatan hidrogen, RNA primase yang memasang primer RNA, dan enzim ligase yang menyatukan potongan DNA.

    Transkripsi adalah proses penyalinan (transkrip = salin = fotokopi) gen di DNA menjadi urutan kodon mRNA (messenger RNA, atau ARNd, ARN duta) dengan bantuan enzim RNA polimerase. RNA polimerase menyalin DNA dengan menambahkan basa komplemen di bagian DNA cetakan/antisense sehingga huruf nukleotida akan sama dengan DNA komplemen/kode/sense. Di prokariot, mRNA bisa langsung ditranslasi, sementara di eukariot, mRNA mengalami pemotongan bagian intron (bagian yang tidak dikode jadi protein) menyisakan ekson (yang berisi informasi kode protein) melalui proses yang disebut splicing. Informasi gen yang dibawa berupa kodon, 3 huruf/triplet huruf nukleotida berisi informasi asam amino tertentu.

    Translasi adalah proses penerjemahan kodon2 mRNA menjadi rantai polipeptida dengan bantuan tRNA (transfer RNA, atau ARNt) di ribosom. Awalnya mRNA menempel di rRNA dari subunit kecil ribosom, bagian urutan nukleotida anti-Shine-Dalgarno untuk docking (bayangin colokan listrik, bagian ini adalah lubangnya yang pas buat masuk). Kemudian tRNA akan mengenali kodon mulai (AUG) di mRNA dan mentransfer asam amino metionin sebagai asam amino pertama di polipeptida. Ini tahap inisiasi. Tahap elongasi adalah tahap selanjutnya, di mana sisa kodon akan diterjemahkan oleh tRNA dan rantai polipeptida akan semakin panjang dengan asam amino yang diterjemahkan. Terakhir, tahap terminasi adalah tahap akhir di mana ribosom tiba di kodon stop (UAA, UAG, dan UGA) yang tidak ada tRNA nya. Polipeptida lepas dan ribosom terbuka, mRNA akan didegradasi atau ditranslasi lagi sesuai kebutuhan. Polipeptida akan dibawa ke badan Golgi untuk dikemas menjadi protein yang sempurna.

    Aturan Spesial (Special Rules of Transfer)

    Aturan ini cukup spesial dan kemunculannya lebih baru atau lama setelah dogma sentral sendiri dirilis. Cakupannya:

    1. Transkripsi balik RNA menjadi cDNA dengan enzim transkriptase balik (reverse transcriptase atau RNA-dependent DNA polymerase). Biasanya terjadi ketika retrovirus masuk ke inangnya (misal HIV), di saat itu ssRNA (single-stranded RNA, ARN utas tunggal) akan dikonversi menjadi cDNA (copy DNA, ADN salinan) yang akan dileburkan ke genom inti sel inang, awal fase litik.
    2. Replikasi RNA dengan enzim RNA replikase (RNA-dependent RNA polymerase, RdRP). Juga dilakukan oleh virus. Prinsip kerja enzim RdRP ini seperti RNA polimerase, jadi satu ssRNA yang dimiliki virus akan disalin dengan cara menambahkan basa komplementernya, dari RNA sense menjadi RNA antisense (misal RNA virus awalnya AUAUGC, yang disalin adalah UAUACG)
    3. Translasi langsung DNA menjadi polipeptida lalu protein di lab dengan menambahkan antibiotik jenis aminoglikosida pada lingkungan translasi (yang ada ribosomnya) di luar sel (ribosom diambil dari sel). Pernah dicoba oleh McCarthy dan Holland (1965) dan Uzawa dkk (2002).

    Oke, jadi kurang lebih kayak begini skemanya:

    Aturan Dogma Sentral, Umum dan Spesial (By Narayanese at English Wikipedia – Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36890617)

    Tapi apakah itu udah semua? Belum!

    Aturan Tak Diketahui (Unknown Rules of Transfer)

    Keberadaan aturan ini belum jelas. Sempat beberapa di antaranya diklaim terjadi, namun menjadi perdebatan. Semua berurusan dengan protein, yang dalam hal ini upaya mengembalikan urutan asam amino proteogenik (yang ada 20) kembali menjadi kodon nukleotida. Antara lain:

    1. Translasi balik rantai protein atau polipeptida menjadi RNA.
    2. Translasi balik ganda rantai protein atau polipeptida menjadi DNA.
    3. Replikasi protein.

    Untuk membahas ini, gw akan menjelaskannya dengan hasil diskusi gw sama Prof. Dr. Masayuki Nashimoto dari Niigata University of Pharmacy and Applied Life Sciences, Niigata, Jepang.

    Kunjungan tahun 2017 lalu, beliau yang kanan (iya lah)

    Translasi balik asam amino ke nukleotida itu banyak halangannya:

    1. Asam amino proteogenik ada 20, sementara nukleotida cuma ada 4. Ketika nukleotida menjadi informasi pembentukan polipeptida, digunakan sistem kodon yang terdiri atas 3 huruf yang boleh berulang (jadi kita pakai matematika: 4x4x4 = ada 64 kombinasi, 61 kombinasi untuk 20 asam amino dan ada beberapa kodon untuk satu asam amino, dan 3 kombinasi kodon stop). Kalau membalikkan asam amino ke nukleotida, bagaimana kita berurusan dengan berkurangnya informasi 20 asam amino ke 4 nukleotida?
    2. Berbeda dengan nukleotida yang seragam (ada purin yang terdiri dari 2 cincin: 1 cincin segi-5 dan 1 segi-6 – basa A dan G, dan pirimidin yang terdiri dari 1 cincin segi-6 – basa C dan T), asam amino punya variasi gugus R yang sangat banyak dan beragam sifatnya.

    Prof. Nashimoto menyebutkan bahwa beliau secara sintetik telah membuat struktur rtRNA berbentuk huruf T (beliau sebut sebagai “hammerhead RNA”) yang bisa dirancang mengenali bentuk gugus R (sama kayak antikodon di tRNA yang mengenal mRNA, amino-binding sequence atau urutan nukleotida pengenal gugus R amino ini bisa mengenal asam amino dari gugus R nya). rtRNA (reverse translation RNA, ARN translasi balik) ini mengenali gugus R pada salah satu asam amino di polipeptida protein dan membawa kodon sesuai asam amino yang dikenali. Beliau melakukan tes ini ke asam amino arginin (ARG) pada pita polipeptida dan rtRNA ini membawa kodon RNA penyandi arginin untuk membentuk kembali mRNA (baca Nashimoto, 2001). Beliau percaya metode urutan nukleotida pengenal gugus R ini bisa diterapkan ke semua asam amino, baik yang hidrofobik atau hidrofilik, baik yang gugus R nya besar atau kecil. Ditambah dari ini, mungkin diperlukan struktur mirip ribosom sebagai penopang proses.

    Untuk protein -> protein, ini agak susah karena kita harus buat rtRNA seperti yang disebut di atas; maksudnya kita harus buat urutan nukleotida pengenal gugus R untuk mengenali asam amino yang mau disalin, dan bagian ujung transfer pada tRNA untuk membentuk polipeptida yang baru, dan mungkin perlu struktur penopang seperti ribosom.

    Mungkin kita udah menyebutkan cara membuat transfer protein -> nukleotida atau protein -> protein di atas, tapi permasalahan baru adalah ini adalah versi sintetik. Transfer ini sebelumnya disebut transfer yang tidak diketahui karena tidak diketahui apakah di era purba ketika RNA dan protein masih bisa saling mendukung, sebelum adanya kehidupan, apakah protein bisa disalin menjadi RNA atau DNA lagi. Permasalahan baru lainnya adalah transfer ini tidak efektif bila kita ingin membalikkan protein ke RNA atau DNA atau protein ke protein karena mahalnya biaya riset dan pembuatan mekanisme yang disebut di atas. Metode yang disebut di atas tidak lebih menjadi metode spekulasi untuk rekonstruksi kejadian antara protein/asam amino dan RNA di bumi purba yang menjadi bagian penelitian asal-usul kehidupan.

    Terakhir, bonus!

    Aturan Sintetik (Synthetic Rules of Transfer)

    Di era sintetik ini yang bahkan hubungan pun bisa disintetik anjay kita telah mengenal asam nukleat sintetik alias XNA, xenobiotic nucleic acid atau xeno nucleic acid.

    Ga sia2 gw nunda nulis artikel ini, karena dalam 5 taun gw udah ketemu Prof. Nashimoto yang gw sebut di atas di 2017, sama Dr. Markus Schmidt, Dr. Philipp Holliger, dan Prof. Dr. Vitor B. Pinheiro di International Conference of Xenobiology 2 (XB2), Berlin (baca ini) di tahun sebelumnya.

    Ketemu dengan Dr. Schmidt (atas), Prof. Pinheiro dan Dr. Holliger (bawah) di XB2 Berlin

    Aturan baru ini rada ajaib (terinspirasi Schmidt, 2010), sistem xenobiotik yang dimaksud adalah sistem sintetik yang ketika ada dianggap ga bakal mencermari gene pool yang ada di ekosistem:

    1. Replikasi XNA menjadi XNA yang sama, tujuannya membuat sistem sel xenobiotik dengan materi genetik XNA, bukan DNA, dan replikasi ini tujuannya untuk perbanyakan ketika pembelahan sel.
    2. Transfer XNA ke DNA dan sebaliknya, tujuannya untuk menyalin sistem substansi genetik alami, DNA ke XNA untuk membuat sistem xenobiotik yang tidak merusak gene pool yang ada di alam.
    3. Transfer XNA ke RNA dan sebaliknya, tujuannya untuk mengekspresikan kode di XNA untuk membuat protein.
    4. Transkripsi XNA ke XNA-messenger (X2NA). Mirip dengan prosedur nomor 3, tapi tanpa melalui RNA, melainkan dipilih XNA lain yang berperan sebagai molekul perantara yang bisa dibaca ke ribosom sintetik.
    5. Translasi X2NA ke protein dengan ribosom sintetik, dengan begini sistem xenobiotik/sintetik ini tidak perlu melibatkan DNA maupun RNA yang alami lagi, terpisah secara keseluruhan dari sistem alami.
    6. Translasi balik protein ke X2NA atau XNA, sebagai upaya transfer dari protein alami ke XNA menggunakan prinsip di aturan yang tidak diketahui di atas.
    7. Translasi balik protein ke RNA atau DNA, dengan dibuatnya prosedur oleh Prof. Nashimoto (2001) di atas, maka metode ini termasuk metode sintetik, bukan alami.

    Lima tahun gw skip dari nulis artikel ini. Dari waktu itu era gw sibuk nulis tesis, ke sekarang era sibuk nulis disertasi. Waktu itu gw ga bakal duga bakal ketemu orang2 keren itu. Alhamdulillah, gw diberi kesempatan menjelaskan sistem biologi yang keren ini!

    -AW-


    Referensi

    Crick, F.H.C. (1958). “On Protein Synthesis”. Symp. Soc. Exp. Biol. XII, 139-163.

    Crick F. (1970). “Central dogma of molecular biology”. Nature 227(5258): 561-563.

    McCarthy, B.J. and Holland, J.J., 1965. Denatured DNA as a direct template for in vitro protein synthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America54(3), p.880.

    Nashimoto, M., 2001. The RNA/protein symmetry hypothesis: experimental support for reverse translation of primitive proteins. Journal of theoretical biology209(2), pp.181-187.

    Schmidt, M., 2010. Xenobiology: a new form of life as the ultimate biosafety tool. Bioessays32(4), pp.322-331.

    Uzawa, T., Yamagishi, A. and Oshima, T., 2002. Polypeptide Synthesis Directed by DNA as a Messenger in Cell-Free Polypetide Synthesis by Extreme Thermophiles, Thermus thermophilus HB27 and Sulfolobus tokodaii Strain 7. The Journal of Biochemistry131(6), pp.849-853.

  • Kultur Jaringan Tanpa Sterilisasi #5 – Sebuah Revelasi

    Nampaknya udah 5 tahun sejak gw nulis tentang topik ini. Sejujurnya, banyak hal yang aku temuin sejak artikel terakhir.

    Mengulas kembali kenapa kita mau mencari metode kuljar tanpa sterilisasi, singkat kata: Agar kita bisa melakukan kuljar tanpa terikat pengerjaan di lab, spesifiknya di dalam laminar air flow. Sementara secara abstraknya, gw sendiri terinspirasi sama episode Doraemon yang berikut ini:

    Ini kuljar ideal yang gw maksud!

    Seperti yang kita bisa liat di episode Doraemon barusan, Doraemon, Nobita dan Shizuka bisa menanam tanaman yang mereka inginkan hanya dengan modal jaringan aja.

    Dari sini gw jadi bertanya: Apakah sebenarnya yang terjadi pada jaringan yang ditanam ke kaleng kultur yang Doraemon berikan itu? Terlepas masalah tumbuh lebih cepat yang dalam hal ini adalah teknologi temporal yang sudah berkembang di era Doraemon (abad ke-22 katanya) yang tidak bakal dibahas di sini, cuma dari sisi biologi-bioteknologi, secara spekulatif:

    1. Ada media kultur dengan antibiotik. Jadi segala patogen yang masuk mati secara kimiawi, jaringan tumbuhan berkembang
    2. Ada media kultur dengan mikroba simbiotik. Jadi segala patogen yang masuk kalah kompetisi dan mati secara biologis, jaringan tumbuhan berkembang
    3. Ada media kultur dengan nanorobotik. Idealnya, nanobot ini memusnahkan patogen dan merawat jaringan tumbuhan yang ditanam
    4. Ada media kultur yang sepenuhnya hasil teknologi nano. Nanobot membentuk gel media, secara terprogram merawat jaringan tumbuhan (mensuplai zat hara, vitamin, sumber karbon, gas, hingga hormon tumbuh) dan membasmi patogen
    5. Kondisi lebih ekstrim lagi: Ganti “nanorobotik” dan “nanobot” di poin 3 dan 4 dengan mikroba yang telah direkayasa dengan teknologi biologi sintetik atau xenobiologi. Versi ini jadinya seluruh zat di dalam kaleng itu seutuhnya organik.

    Sebenarnya, kalau kita tarik lurus dari poin2 di atas, apa kesimpulannya? Yang namanya kultur jaringan tanpa proses sterilisasi itu ternyata tidak ada.

    Pertumbuhan jaringan itu memerlukan sel2 tumbuh, berkembang, termasuk berdiferensiasi dalam kondisi yang hanya berisi sel2 jaringan itu sendiri, sel2 punca jaringan itu sendiri, dan sel2 lain yang simbiotik mutualisme (mikroba misalnya). Lho, jadi semua yang ditulis di sini dari 2013an itu ga guna dong?? Guna lah. Cuma kita belajar di sini, bagaimana cara mengkuljar dengan sesederhana mungkin tapi bisa berhasil, sampe kita bisa mengajarkan ke anak SD!

    “Kalo gitu Dit, sejauh ini, metode kuljar ekstrim selain yang Pak Kris sebut di topik sebelum ini apa lagi?”

    Tenang, mari kita bahas!

    Juli 2019 lalu, afiliasi gw, Yayasan Genbinesia mengadakan Biology Camp, dan salah satu materi yang dibawa adalah kuljar di alam!

    Salah satu pemateri ter-caur (ini gw, tapi gw bukan pemateri kuljar, gw mah pemateri biomimetik dan bioinspirasi)

    Ummm, bukan itu, ada lagi! Ini adalah sesi kuljar di alam bersama Mas Ali (sang ahli kuljar – kemeja merah hitam kotak2, di foto).

    Bayangin, kultur jaringan tanaman di alam! Ketika gw denger ini dari Mas Feri (ahli kuljar kami yang di Genbi), gw geleng2 ga percaya. Setelah gw ikuti acaranya sendiri, ternyata yang dimaksud di sini adalah apa yang kolega gw, Jaime, bilang pas gw ceritain soal ini:

    “Upaya penanganan dan penyelamatan eksplan herba di hutan sebagai langkah cepat dan preventif dari nekrosis jaringan menggunakan cara kultur jaringan sementara yang dilanjutkan dengan resterilisasi dan subkultur di laboratorium”

    Begitu deh.

    “Dit, lo ngasih kita judul skripsi?”

    Boleh sih kalo lo mau pake, tapi email gw yah! Gw mau ngajarin kalian biar ga plagiat ide.

    Prinsipnya adalah, metode ini hanya bisa dilakukan kalau eksplannya lunak (misalnya herba atau sampel daun; ga bisa kalau perdu atau tumbuhan berkayu – karena kalo ini mah bawa aja ke lab, 2-3 hari pun bakal kuat dan cukup buat mobilisasi). Ini berguna, kalo misal mau menyelamatkan tumbuhan langka di hutan tapi kita khawatir karena tumbuhannya lunak dan jarak ke lab jauh dan memakan waktu. Mas Feri bilang, kemungkinan kontaminasi lumayan, tapi ini mending daripada kita ngebiarin si eksplan layu dan mati. Mas Ali pernah bilang yang intinya:

    “Ketika kita kultur, kita bermain kekuatan sel2 yang mau dikultur vs sel2 patogen. Kalo kita mau kuljar jamur, itu lebih gampang. Kita cuma upayakan si jamur yang mau kita kultur tumbuh lebih cepet daripadasi jamur patogen. Karena jamur cuma hifa, kita bisa ambil kumpulan hifa yang sesuai karakternya sama jamur yang kita mau kultur. Nanti kuncinya tinggal ngebuat si jamur yang kita mau ini tumbuh lebih kuat dan mengalahkan si patogen. Saya pernah coba ngelakuin kultur jamur di alam dan selalu berhasil. Yang jadi masalah, ini tumbuhan. Ukurannya beda sama jamur dan lebih susah. Tapi, yang kita bisa lakukan adalah buat si tumbuhan yang kita kultur terlindung sebisanya dari patogen (dengan sterilisasi) dan tumbuh karena ada medianya”

    Terus caranya gimana? Singkatnya adalah pake pemutih (NaClO) pekat, alkohol 70-90%, dan sabun. Tanpa pengenceran, tapi pengadukan cuma beberapa detik, dan terakhir diikuti dengan pembilasan dengan akuades steril dan peletakkan eksplan ke media agar di dekat api saat ditutup (mau tau lebih jelasnya, email gw buat beli buku kami “Panduan Biology Camp” oleh Genbinesia – yak malah promosi).

    “Terus Dit, sebut aja deh, gw mager mainan Bayclean ama sabun ama alkohol. Serius ga ada kuljar yang bener2 ga perlu disterilisasi?”

    Inget yang gw tulis di atas, sterilisasi itu tetep perlu buat menjaga integrasi kandungan jaringan dari patogen yang bisa merusaknya. Tapi, menurut gw ada cara.

    Cara yang mungkin anak SMA inget, tapi mereka ga sadar ini sebenernya kuljar.

    Metode ini disebut: Okulasi (bahasa Inggris nya: Shield budding)

    Tunas yang di okulasi (oleh Chrizz dari Wikipedia, gambar dilisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa 3.0 Tanpa Adaptasi

    Kenapa okulasi? Liat gambar di atas. Melibatkan eksplan jaringan? Ya, walaupun itu tunas. Melibatkan media? Ya, dalam hal ini batang inang okulasi. Perlu sterilisasi? Ngga, walau kadang dikasih fungisida buat jaga2 tapi ga seekstrim kuljar di lab. Eksplan tumbuh? Ya.

    Terbukti kan? Mungkin gw bakal bahas ini di artikel selanjutnya.

    Oh, sama satu lagi. Gw ada trivia. Ternyata tumbuhan bisa membentuk kalus selain dari respon hormonal kuljar, tapi juga karena luka dan infeksi.

    Pertanyaannya:

    “Bisakah kalus hasil luka atau infeksi diisolasi, terus diberikan hormon sitokinin dan auksin, sehingga bakal tumbuh seperti kalus hasil kultur?”

    dan

    “Bisakah kalus hasil luka atau infeksi kita kasih hormon tumbuh kayak auksin dan sitokinin di lokasi (in vivo) dan tumbuh seperti kalus hasil kultur?”

    Ini yang gw bakal cari sekarang!

    -AW-


    Postingan Kultur Jaringan Tanpa Sterilisasi Sebelumnya:

    Pertama – Intro

    Kedua – Konsep

    Ketiga – Melawan kontaminan

    Ketiga koma lima – Media di sekitar kita

    Keempat – Diskusi dengan Pak Kristio (cara agak mirip dengan cara yang dilakukan di Biology Camp di atas)

  • Obrolan Random: Kalau Hormon Kalin Itu Ada

    Di diskusi sebelumnya, gue menulis dengan cukup panjang lebar soal hormon di tumbuhan yang lebih dari setengah yang gue tulis suka ada di buku SMA. Tapi tau ga, sebenernya hormon kalin itu belum jelas ada apa ngga!

    “Lah, lo bilang hipotetikal??”

    Iya, gue bilang hipotetikal karena belum jelas ada apa ngga. Tapi secara personal dan dari apa yang gue pelajari, hormon itu bahkan ga ada. Gue beberapa waktu ini nulis paper bareng para kolega gue di Jepang ama Hungaria soal hormon ini. Kesimpulan yang gue dapet adalah, istilah ini udah lama gantung, pencarian soal kalin ini inkonklusif, dan bahkan organogenesis yang disebut oleh kalin ini sebenernya ga jauh akarnya dari 5 hormon utama tumbuhan (auksin, sitokinin, giberelin, asam absisat, etilen). Konyolnya, bahkan dua kali paper kami ditolak yang kalo gue tangkep alasannya adalah istilah itu bahkan udah usang dan ga ada lagi interest buat bahas itu.

    Sebenernya, gimana cerita awal hormon kalin?

    Pada tahun 1920an, Frits Warmolt Went menemukan hormon auksin yang terlibat dalam fototropisme tumbuhan dan juga berkontribusi dalam elongasi batang. Terus di tahun 1930an lagi, Went menjelaskan adanya hormon mirip auksin yang berkontribusi dalam pembentukan organ tumbuhan, tapi kerjanya bebas dari auksin. Went menyebutnya rhizokalin (yang membentuk akar), kaulokalin (yang membentuk batang), dan filokalin (yang membentuk daun) (Went, 1937). Pada tahun 1947, ilmuwan Belanda H. L. van de Sande Bakhuyzen menjelaskan hormon pemicu pembungaan yang secara konsep disebut sama dengan apa yang Chailakhyan (1937 cit. 1975) sebut sebagai hormon florigen tapi namanya terinspirasi dari kerjanya Went, makanya dikasih nama antokalin. 

    Di jurnal Physiologia Plantarum tahun 1962, hormon auksin yang ditemuin Went dan sitokinin jadi sorotan dalam percobaan kultur jaringan oleh Toshio Murashige dan Folke K. Skoog. Di percobaan regenerasi tanaman tembakau dengan kuljar itu, Murashige dan Skoog menjelaskan bahwa kalau auksin dan sitokinin seimbang, maka sel dewasa akan balik lagi jadi sel meristem yang disebut kalus. Kalau auksin lebih banyak akan muncul akar, dan kalau sitokinin lebih banyak akan terbentuk tunas. 

    Sampai tahun 1970an, Went masih bilang kalau hormon kalin itu masih misteri (Went, 1974). Di sisi lain, auksin yang juga beliau temuin udah terbukti. Dari percobaan Murashige dan Skoog tadi pun, induksi auksin aja bisa buat akar (ga perlu rhizokalin), induksi sitokinin udah bisa memicu tunas (ga perlu kaulokalin dan filokalin). Kalau gitu, makin terlihat bahwa kalin itu ga ada.

    Terus, gimana kalo, hormon-hormon kalin itu ada?

    Jawaban gue, ini bakal ngebuat kultur jaringan makin keren.

    Kok bisa? Gini.

    Rhizokalin

    Fungsi: Pembentukan akar

    Hormon lain yang diduga punya fungsi sama: Auksin

    Kita bakal bisa munculin akar. Sebenernya induksi pembentukan akar saat ini udah berguna untuk kultur akar berambut (hairy root culture) yang tujuannya buat studi metabolit sekunder (pake bakteri Rhizobium rhizogenes syn. Agrobacterium rhizogenes). Selain itu, munculnya akar adventif ini berguna buat bikin biji sintetik. Ya pada dasarnya kita kadang butuh akar tumbuhan itu buat jamu (dari metabolit sekunder juga jadinya), misal akar alang-alang buat obat anti batuk.

    Kaulokalin

    Fungsi: Pembentukan batang

    Hormon lain yang diduga punya fungsi sama: Sitokinin buat tunas, auksin buat elongasi batang dari tunas apikal, pembesaran batang oleh giberelin

    Yang gue pikirin kalo kaulokalin ada, kita bakal bisa ngebentuk batang tanpa perlu pertunasan. Dengan ini, kita bisa ngebuat kayu tanpa harus numbuhin pohon. Ide ini bisa dipake buat upaya bioprinting tanaman (Wicaksono & Teixeira da Silva, 2015). Kita bisa buat nyetak kayu tanpa harus nebang pohon. Bayangin, dari kalus, kasih kaulokalin, jadi batang, potong. Cuma gimana sebenernya pembentukan xilem sama floem dari kambium pun, masih banyak aspek perlu diamati dulu.

    Filokalin

    Fungsi: Pembentukan daun

    Hormon lain yang diduga punya fungsi sama: Sitokinin

    Gimana yak, kalo filokalin ada, yang kebayang ama gue adalah kita bisa buat daun tanpa harus numbuhin batang. Dari kalus, kasih filokalin, jadi daun. Daunnya dipanen (walau mungkin kecil), terus bisa untuk sumber pangan tanpa harus metik dari tumbuhan utama, atau buat fotosintesis artifisial. Lumayan, ngurangin CO2 sebagai gas rumah kaca.

    Antokalin

    Fungsi: Pembetukan bunga

    Hormon lain yang diduga punya fungsi sama: Auksin, dan kayaknya juga pake sitokinin ama giberelin

    Bayangin kalo kita ga perlu repot2 subkultur banyak2 ama kasih hormon macem2 untuk pembungaan in vitro. Cukup kasih antokalin ke kalus, nanti muncul kuncup bunga. Lumayan buat tanaman ornamental kuljar.

    Sebenernya yang susah dari organogenesis buatan di tumbuhan itu adalah kita perlu manipulasi kadar hormon yang 5 itu (auksin, sitokinin, giberelin, asam absisat, sama etilen), jadi kalo ada kalin bakal enak karena udah ada yang langsung ngebentuk organ spesifik. Apalagi tumbuhan itu selnya bersifat totipotensi (1 sel bisa jadi 1 tumbuhan utuh). Kalo kita bisa ngebuat jaringan seragam (ngebuat sel tumbuhan jadi unipotensi kayak sel tubuh kita), kita bakal bisa ngebuat jaringan tumbuhan di lab sesuai dengan fungsi yang kita mau (misal kita ngebuat kayu). Apa kita bisa ngebuat itu di masa depan? Kayaknya seru juga. Gue mau nyari cara ah siapa tau ada titik cerah buat organogenesis tumbuhan ini, ama soal konsep kalin.

    -AW-

    Referensi

    Chaïlakhyan, M.Kh. 1975. Substances of plant flowering. Biologia Plantarum 17(1): 1-11. Doi: 10.1007/BF02921064

    Murashige, Toshio, and Folke Skoog. “A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures.” Physiologia plantarum 15, no. 3 (1962): 473-497

    Van de Sande Bakhuyzen, H.L. 1947. Bloei en Bloeihormonen in het Bijzonder bij Tarwe I. Agricultural Research Reports (Versl. Landbouwk. Onderzoek) 53(4): 145-212 (bahasa Belanda).

    Went, F.W. and Thimann, K.V., 1937. Phytohormones (No. QK731. W47p581. 194 W477). The Macmillan Company,.

    Went, F.W., 1974. Reflections and speculations. Annual Review of Plant Physiology25(1), pp.1-27.

     

  • Plot Twist Hidup Gue

    Huaaah. Udah lama gue ga update ini blog. Banyak sebenernya cerita yang bisa gue sampaikan di sini. Khususnya soal karir gue. Oke, ini uneg2 gue:

    Gimana yak. Jujur sih, setahun kemarin – khususnya bagian setengah awal, gue hidupnya rada flat. Ngajar, pulang, jalan-jalan ama Ghea (ya kalo ini ga monoton2 amat sih, cuma Ghea pun pengen kita ngelakuin sesuatu yang lebih rutin dan berfaedah), udah. Tapi setengah akhir 2018 kemarin, kayaknya hidup gue mulai berubah pelan2.

    Singkatnya, gue kembali kuliah doktoral! Di mana? Di Finlandia lagi, ngelanjutin yang kemaren. Yah, alhamdulillah masih bisa ternyata. Cuma yang jelas, artinya sekarang gue ngajar di BTA, plus kuliah online. Berat? Berat lah. Gimana ngga, sekarang hidup gue sebagai mahasiswa S3 ada di tangan 2 pembimbing: Dr. Parvez Alam (The University of Edinburgh, UK) – dengan tangan besi nya dan sisi perfeksionis beliau yang ngasih tugas super susah esai 3x10rb kata, dan Prof. Martti Toivakka (Abo Akademi University, Finlandia) – yang ngasih materi sederhana, tapi lumayan banyak.

    Itu doang? Belum!

    Proyek Rafflesia gue masih jalan! Jadi kadang gue harus ke Bogor dan nulis makalah artikel ilmiah yang gue setor ke Jaime di Jepang. Saat ini, gue masih nunggu publikasi buku yang gue ama Bu Sofi buat. Nunggu sponsor tepatnya.

    “Terus gimana tuh yang rencana ke Kyoto?”

    Singkat cerita: Ga dapet, dan di salah satu sisi, gue bersyukur. Gue yang urakan ini entah kenapa makin ke sini makin melihat kalo gue mending kuliah di Eropa yang lebih bebas, ke Jepang mending kalo ada kolaborasi atau simposium/konferensi aja. Persepsi gue ini makin terbuka setelah ada adik kelas gue yang cerita betapa beratnya hidup di Jepang dari persepsi etos kerja dan rutinitas.

    Terus, gimana?

    Gue juga udah sempet ngontak lab yang ada plant science nya di Edinburgh, cuma gue ditolak kalo mau PhD lagi di sini. Sedih? Iya lah. Tapi gue juga makin berpikir kalo gue emang ditakdirkan di Finlandia.

    “Jadi lo nyerah Dhit?”

    Sama sekali ngga.

    Justru di tahun ini, di saat umur gue mau 30 ini, gue melihat. Karir seorang saintis, khususnya jalur akademia (bukan industri), itu ga linier, ga garis lurus.

    Gue, menyadari kemampuan gue yang merupakan hobi gue itu berguna: Mendesain, termasuk pakai software kayak CorelDraw dan Photoshop, dan kemampuan berpikir kreatif berbasis imajinasi itu berguna. Banget.

    Singkat cerita lagi, November 2018 lalu gue diangkat jadi ketua divisi Generasi Biologi Indonesia (Genbinesia) Foundation, divisi Bioteknologi. Anggotanya siapa aja? Cuma gue. Lah kok? Iya, gue bingung mau ngajak siapa dan bisa buat apa sementara basis operasinya di Surabaya-Malang, plus rata2 pada fokus di Botani konvensional, Ekologi, Biomedik, dan Biologi Konservasi. Tapi ya udah, akhirnya gue fokus dalam kontribusi diri dulu. Gue per tahun ini, udah publikasi 15 jurnal dan 2 jurnal dalam kondisi revisi akhir oleh pihak jurnal (satu di antaranya siap terbit, alias in-press).

    Tiba2 gue ditawarin 3 acara besar: jadi pembicara di Flora Malesiana 11 Brunei Darussalam mewakili Bu Sofi untuk bahas Rafflesia, diundang ke Hungaria buat belajar kultur jaringan di akhir 2019 ini, dan megang acara workshop publikasi ilmiah tahun depan! Gue kaget.

    Ini sih sebenernya kenapa gue mau nulis artikel ini. Ada beberapa hal yang bisa gue share.

    Pertama, jika lo gagal, sedih itu boleh. Tapi stop menyalahkan orang lain dan diri sendiri. Gue mau ngomong dalam bahasa universal ya (mau lo beragama atau ateis), akan ada jalan lain, dan pasti ada alasan kenapa kemarin lo gagal – Apakah rencana awal lo sebenernya ada hambatan yang lo ga tau? Apa sebenernya ada rencana yang lebih baik dan bisa lo segera susun? Renungi, terus cari jalan keluarnya.

    Kedua, jangan pernah berhenti. Kejar apa yang lo suka dalam hidup lo. Bermimpi, dan kerjakan (jangan mimpi doang). Lo mau jadi ahli, kejar lah. Mau kerjaan lo apa, itu ga cukup untuk jadi alasan buat lo lepas mimpi lo. Lo ga suka kerjaan lo sekarang, sambil kerja, sambil cari kerjaan lain!

    Ketiga, jangan pernah berharap, tepatnya jangan beri ruang buat lo berharap selama lo berusaha. Gerak terus. Lo hanya boleh berharap sama Tuhan.

    Keempat, buat bisa ke luar negeri, untuk riset dan kuliah, itu ga sebatas sama beasiswa yang tampak. Ada yang namanya research based grants atau pendanaan riset. Cari peneliti ahli yang bisa lo kontak, dan tanya apa ada dana tersedia yang bisa di-apply.

    Kelima, seimbangkan mimpi lo ama investasi, dalam kasus ini, maksud gue adalah uang. Semua hal perlu uang. Lo mau bantu orang, lo nyumbang pake barang sekalipun, belinya pake uang. Meski saat ini lo kerja di luar bidang target lo, coba sebisanya kumpulin dana di masa depan biar lo bisa kejar cita2 lo. Belajar untuk tau gimana biar uang lo bisa tumbuh (bukan sekedar nabung).

    Keenam, semakin lo memberi (membantu orang lain dalam kebaikan) dengan ikhlas, lo akan semakin dapet ketenangan.

    Ketujuh, mulai hari lo dengan positif terhadap apa yang lo punya. Bersyukur. Berdoa. Jalanin. Kumpul sama orang2 inspiratif, dan jauhi orang toksik.

    Di masa lalu, kesalahan gue adalah gue terlalu banyak berharap dan kurang gerak. Beberapa orang toksik masih ada. Plus gue kurang banyak bersyukur.

    Tahun ini, gue berharap bisa ngebangun karir gue, dan juga karir cewek gue sebelum nantinya bisa nikah. Gue pengen kami bisa jadi sama2 peneliti. Bakal banyak tantangan, tapi bukan berarti ga bisa kan?

    PS: Nanti setelah paper Rafflesia gue terbit, gue mau nulis tentang Rafflesia lagi di sini.

    PPS: Blog baru (Bahasa Inggris) mau dibuat lho, buatan gue ama Ghea. Stay tuned!

    -AW-

     

  • Lebih Dalam Dari Buku SMA Kalian – Hormon Tumbuhan

    Halo2! Gue kali ini lagi mau iseng nulis artikel soal salah satu bagian di buku biologi kelas XII SMA, yaitu tentang hormon pada tumbuhan.

    “Dhit, lo ngapain sih iseng nulis artikel beginian?”

    Karena buku lo, iya lo pada murid2 gue yang masih SMA pada ga lengkap!

    “Kak, plis jangan nambahin beban pelajaran kita dong!”

    Ini bukan masalah beban, gue pengen, kalo lo pada belajar dari buku, fakta yang kalian dapatkan adalah fakta yang valid, benar, dan update. Walau, beberapa informasinya bakal dari jaman kebo yang gue bakal tulis!

    Jadi, apa itu hormon tumbuhan?

    Hormon tumbuhan adalah hormonnya tumbuhan.

    “Adek gue yang masih SD juga tau!”

    Hormon (berasal dari bahasa Yunani: Ormo – ὁρμῶ – untuk menggerakkan) itu sendiri kan adalah zat kimiawi yang mempengaruhi pertumbuhan. Senyawa kimiawi itu bisa berwujud amina, peptida, protein, dan steroid – ini di hewan, kalo di tumbuhan sejauh ini berupa senyawa kimiawi dan sangat sedikit yang berupa peptida. Pada tumbuhan, senyawa hormon ini disebut fitohormon atau regulator tumbuh tumbuhan (En: Plant Growth Regulator).

    Gue bakal membagi kelas2 hormon tumbuhan ini jadi 3 kelompok:

    1. Kelompok mayor. Kelompok yang jenisnya udah valid, dan dipakai dalam skala besar di penelitian dasar botani modern dan bioteknologi tumbuhan
    2. Kelompok minor. Kelompok yang jenisnya udah valid, tapi cenderung jarang dibahas, kecuali di penelitian tingkat lanjut
    3. Kelompok hipotetikal. Kelompok yang jenisnya masih dalam penelitian, atau berupa sisa2 dugaan bahwa mereka ada yang dicetuskan peneliti yang bersangkutan

    Gue ga mau orang yang baca blog gue mabok dan merem melek, jadi gue bakal gunakan referensi se-valid mungkin, tapi senyantai mungkin! Hormon selain yang mayor sebenarnya ada banyak, tapi yang gue bakal tulis adalah contohnya aja yang mewakili.

    Kelompok Mayor

    Auksin

    Struktur: Senyawa Indol, misal: Asam Indolasetat (IAA)

    Penemu: Frits Walmort Went (1928), ditemukan pada oat (Avena sativa L.)

    Fungsi:

    1. Elongasi pucuk dan akar, dominansi apikal (Taiz dan Zeiger, 2006) – Hormon ini menyebabkan pertumbuhan vertikal pada tumbuhan
    2. Pemicu pertumbuhan akar kalau diberikan dalam kultur jaringan, dan kalus (jaringan dewasa yang ber-dediferensiasi) jika tandem dengan sitokinin dengan jumlah yang sama (Murashige dan Skoog, 1962)
    3. Partenokarpi dan buah tanpa biji (Gustafson, 1936)

     

    Sitokinin

    Struktur: Senyawa kelas Adenin (alami, misal: Benziladenopurin (BAP atau BA), kinetin, dan zeatin) dan Fenilurea (sintetik, misal: difenilurea dan thidiazuron)

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi:

    1. Pembelahan sel, inhibisi dominansi apikal, memicu pertumbuhan lateral, pergerakan nutrien, perkembangan kloroplas, dan ekspansi sel daun dan kotiledon (Taiz dan Zeiger, 2006)
    2. Pemicu pertumbuhan tunas di kultur jaringan, dan kalus jika tandem dengan auksin dengan jumlah yang sama (Murashige dan Skoog, 1962)

     

    Giberelin

    Struktur: Asam Gibberellat (GA)

    Penemu: Studi awal pada beras (Oryza sativa L.) oleh Eiikichi Kurosawa (1926), isolasi oleh Teijiro Yabuta (yang memberi nama giberelin) dan Sumuki (1935)

    Fungsi:

    1. Stimulasi pertumbuhan untuk tanaman kerdil/genjah, mempengaruhi inisiasi pembungaan dan determinasi seks bunga, menginisiasi perkembangan kecambah (berlawanan dengan asam absisat) dan vernalisasi pasca musim dingin (Taiz dan Zeiger, 2006)
    2. Partenokarpi dan buah tanpa biji (Serrani et al., 2007) – Fungsi yang umum diketahui dan paling sering dibahas (daripada auksin)

     

    Asam Absisat

    Struktur: Asam Absisat (ABA)

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi: Dormansi biji (berlawanan dengan giberelin), penghambatan proses fisiologi, penghambatan, dan respon stres (dingin, kekeringan) – dengan penutupan stomata dan pengguguran daun (Taiz dan Zeiger, 2006)

     

    Etilena

    Struktur: Gas etilena (C2H4)

    Penemu: Sudah digunakan dari zaman Mesir kuno, fungsi dijelaskan oleh Dimitry Neljubov (1901)

    Fungsi:

    1. Pematangan buah (Taiz dan Zeiger, 2006)
    2. Pengguguran daun (Doubt, 1917; Taiz dan Zeiger, 2006)

     

    Kelompok Minor

    Asam Traumalin

    Struktur: Senyawa asam dikarboksilat tunggal tak jenuh

    Penemu: James English Jr., James Frederick Bonner, dan Arie Jan Haagen-Smit (1939)

    Fungsi: Pemicu pembelahan sel di dekat area yang terluka untuk membentuk lapisan sel kalus untuk melindungi luka (English Jr. et al., 1939)

     

    Jasmonat

    Struktur: Asam Jasmonat (JA)

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi:

    1. Pertahanan tumbuhan melawan herbivora dan stres lingkungan akibat faktor biotik dan abiotik (Farmer dan Ryan, 1990)
    2. Tanaman: “WOY GAWAT DI SINI ADA YANG MAKANIN GUE!” – maksudnya sebagai media tanaman buat ngomong ke tanaman lain kalau ada bahaya mutual (Baldwin et al., 2006)

     

    Brassinosteroid

    Struktur: Polihidroksisteroid

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi:

    1. Stimulasi pemanjangan dan pembesaran sel (sinergis dengan auksin), resistensi stres dingin dan kekeringan (Clouse dan Sasse, 1998)
    2. Diferensiasi xylem (Caño-Delgado et al., 2004)

     

    Asam Salisilat

    Struktur: Asam monohidrobenzoat – lipofilik

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi: Pertahanan melawan invasi patogen (Hayat dan Ahmad, 2009)

     

    Nitrogen Oksida (NO)

    Struktur: Gas Nitrogen Oksida (NO)

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi: Sinyal hormonal dan respon pertahanan (penutupan stomata, perkecambahan, fiksasi nitrogen, perkembangan akar, respon stres, dan kematian sel) (Roszer, 2012)

     

    Strigolakton

    Struktur: Strigolakton

    Penemu: (belum nemu sumbernya)

    Fungsi:

    1. Inisiasi perkecambahan biji tumbuhan parasit (Umehara et al., 2015)
    2. Pengenalan jaringan tumbuhan saat inisiasi simbiosis mikoriza (Umehara et al., 2015)
    3. Inhibisi percabangan pada tunas (Gomez-Roldan et al., 2008; Umehara et al., 2015)

     

    Hormon Peptida Tumbuhan

    Struktur: Banyak jenisnya

    Penemu: Bervariasi

    Fungsi: Sinyal antar sel, tumbuh-kembang tumbuhan, pertahanan, pembelahan dan ekspansi sel, dan inkompatibilitas diri pada serbuk sari (Lindsey et al., 2002)

     

    Kelompok Hipotetikal

    Kalin

    Struktur: Kimiawi (???)

    Penduga: Frits Walmort Went (rhizokalin, kaulokalin, filokalin) (1934) dan H. L. van de Sande Bakhuyzen (antokalin) (1947)

    Status: Belum ditemukan dan dijabarkan lebih lanjut

    Fungsi hipotetikal: Organogenesis tumbuhan

    1. Rhizokalin untuk pembentukan akar (awalnya tersimpan di kotiledon dan selanjutnya diproduksi di daun pada kondisi terang)
    2. Kaulokalin untuk pembentukan batang (diproduksi di akar)
    3. Filokalin untuk pembentukan daun (awalnya tersimpan di kotiledon dan selanjutnya diproduksi di daun pada kondisi terang)
    4. Anthokalin yang berperan dalam pembentukan bunga (mekanisme dari jalur protokalin dan vernalin yang masih belum dijelaskan)

     

    Florigen

    Struktur: Kimiawi (awalnya), protein (kemudian)

    Penduga: Mikhail Chailakhyan (1937) (sitasi paper 1985)

    Status: Dijabarkan sebagai hormon peptida bedasarkan penemuan Michitaka Notaguchi dan timnya (2008) sebagai protein lokus pembungaan (FLOWERING LOCUS T atau FT) dengan model dibuat pada tahun 2011 oleh Ken-Ichiro Taoka

    Fungsi:  Merangsang terjadinya pembungaan

    Udah banyak kan? Oke, segini dulu. Tepar gue!

    PS: Tolong komentar kalo ada yang kurang atau kalau ada yang salah!

    -AW-

    Referensi

    Baldwin, I. T.; Halitschke, R.; Paschold, A.; von Dahl, C. C.; Preston, C. A. (2006). “Volatile signaling in plant-plant interactions: “talking trees” in the genomics era”. Science311: 812–815

    Chaïlakhyan, M.K. (1985). “Hormonal regulation of reproductive development in higher plants”. Biologia Plantarium27 (4–5): 292–302. doi:10.1007/BF02879865

    Caño-Delgado A, Yin Y, Yu C, Vafeados D, Mora-García S, Cheng JC, Nam KH, Li J, Chory J (November 2004). “BRL1 and BRL3 are novel brassinosteroid receptors that function in vascular differentiation in Arabidopsis”. Development131 (21): 5341–51. doi:10.1242/dev.01403

    Clouse SD, Sasse JM (June 1998). “BRASSINOSTEROIDS: Essential Regulators of Plant Growth and Development”. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology49: 427–451

    Doubt, Sarah L. (1917). “The Response of Plants to Illuminating Gas”. Botanical Gazette63 (3): 209–224. doi:10.1086/332006

    English J Jr., Bonner J, Haagen-Smit AJ: Structure and synthesis of a plant wound hormone. Science 90:329. (1939)

    Farmer, E. E.; Ryan, C. A. (1990). “Interplant communication: airborne methyl jasmonate induces synthesis of proteinase inhibitors in plant leaves”Proc Natl Acad Sci U S A87 (19): 7713–7716

    Gomez-Roldan V, Fermas S, Brewer PB, et al. (September 2008). “Strigolactone inhibition of shoot branching”. Nature455 (7210): 189 194. Bibcode:2008Natur.455..189Gdoi:10.1038/nature07271

    Gustafson, Felix G. “Inducement of fruit development by growth-promoting chemicals.” Proceedings of the National Academy of Sciences 22, no. 11 (1936): 628-636.

    Hayat, S. & Ahmad, A. (2007). Salicylic Acid – A Plant HormoneSpringer

    Taoka, Ken-ichiro, Izuru Ohki, Hiroyuki Tsuji, Kyoko Furuita, Kokoro Hayashi, Tomoko Yanase, Midori Yamaguchi et al. “14-3-3 proteins act as intracellular receptors for rice Hd3a florigen.” Nature 476, no. 7360 (2011): 332.

    Lindsey, Keith; Casson, Stuart; Chilley, Paul. (2002). “Peptides:new signalling molecules in plants”. Trends in Plant Science7 (2): 78–83. doi:10.1016/S0960-9822(01)00435-3

    Murashige, Toshio, and Folke Skoog. “A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures.” Physiologia plantarum 15, no. 3 (1962): 473-497

    Notaguchi, Michitaka; Mitsutomo Abe; Takahiro Kimura; Yasufumi Daimon; Toshinori Kobayashi; Ayako Yamaguchi; Yuki Tomita; Koji Dohi; Masashi Mori; Takashi Araki (2008). “Long-Distance, Graft-Transmissible Action of Arabidopsis FLOWERING LOCUS T Protein to Promote Flowering”Plant Cell Physiol49 (11): 1645–1658. doi:10.1093/pcp/pcn154

    Roszer T (2012) Nitric Oxide Synthesis in the Chloroplast. in: Roszer T. The Biology of Subcellular Nitric Oxide. Springer New York, London, Heidelberg

    Serrani, Juan C., Mariano Fos, Alejandro Atarés, and José L. García-Martínez. “Effect of gibberellin and auxin on parthenocarpic fruit growth induction in the cv Micro-Tom of tomato.” Journal of Plant Growth Regulation 26, no. 3 (2007): 211-221

    Taiz, Lincoln, and Eduardo Zeiger. “Plant physiology. 4th.” Sinauer Associate, Sunderland, Mass., EUA (2006).

    Umehara, Mikihisa; Cao, Mengmeng; Akiyama, Kohki; Akatsu, Tomoki; Seto, Yoshiya; Hanada, Atsushi; Li, Weiqiang; Takeda-Kamiya, Noriko; Morimoto, Yu (2015-06-01). “Structural Requirements of Strigolactones for Shoot Branching Inhibition in Rice and Arabidopsis”Plant and Cell Physiology56 (6): 1059–1072. doi:10.1093/pcp/pcv028

Rancang situs seperti ini dengan WordPress.com
Mulai