Burung adalah bagian penting dari ekosistem global; mereka memungkinkan produksi pangan kita melalui konsumsi hama pertanian seperti kutu daun dan hewan pengerat, dan mengendalikan penyebaran penyakit dengan memakan serangga seperti nyamuk dan kutu. Namun, sekitar 15 persen dari seluruh spesies burung kini menghadapi risiko kepunahan – di Hawaii saja, 33 dari 45 spesies asli negara bagian tersebut berada dalam status kritis.
Peneliti Caltech kini telah mengembangkan teknologi untuk membekukan dan mengawetkan sel induk dari burung yang kemudian dapat dibentuk kembali untuk membantu memperbanyak populasi.
Pekerjaan ini dilakukan oleh sarjana pascadoktoral Caltech Xi Chen sebagai kolaborasi antara laboratorium USC Qi-Long Ying dan laboratorium Caltech milik Carlos Lois, profesor riset biologi. Penelitian ini dijelaskan dalam sebuah makalah di jurnal Bioteknologi Alam pada tanggal 30 September.
“Pelestarian spesies hewan bukan sekadar upaya kaum hippie—hal ini mempunyai konsekuensi nyata terhadap perekonomian dan kesehatan masyarakat,” kata Lois. “Kehilangan spesies adalah efek domino. Misalnya, burung memakan serangga seperti nyamuk, jadi semakin sedikit burung berarti semakin banyak nyamuk, yang berarti menyebarkan lebih banyak penyakit seperti virus West Nile dan malaria. Peran masing-masing hewan di alam memiliki dampak yang luas, yang sering kali berdampak pada kesehatan manusia dan fungsi masyarakat secara umum.”
Meskipun teknologi untuk mengurutkan seluruh genom burung sudah tersedia, hanya dengan memiliki rangkaian genetik tidak berarti Anda dapat menghasilkan hewan dari genom tersebut—Anda memerlukan sel. Sebagai analogi, kita dapat membayangkan memiliki semua instruksi tentang cara membuat mobil tetapi tidak memiliki pabrik dengan mesin atau bahan yang diperlukan untuk melakukannya.
Pada mamalia, embrio berkembang selama beberapa hari sebagai kumpulan sel yang dapat ditumbuhkan di luar tubuh betina (in vitro), sebelum akhirnya ditanamkan ke dalam rahim tempat mereka berkembang. Teknologi untuk membekukan, menghidupkan kembali, dan menumbuhkan mamalia dari embrio yang dikultur secara in vitro telah ada pada banyak spesies selama lebih dari 30 tahun. Namun mengawetkan embrio burung saat ini tidak memungkinkan karena embrio tersebut tumbuh di dalam telur, dan tidak mungkin membekukan seluruh telur lalu menghidupkannya kembali.
Untuk mengatasi hambatan ini, teknik baru ini memungkinkan para ilmuwan untuk menumbuhkan sel induk (sel dengan kemampuan untuk berkembang menjadi tipe khusus) dalam kultur dari spesies burung yang berbeda; sel induk diambil dari embrio yang baru lahir, diperbanyak secara in vitro di laboratorium hingga beberapa bulan, dan kemudian dibekukan. Mereka kemudian dapat dicairkan dan ditumbuhkan kembali di kemudian hari dan dimasukkan ke dalam telur, yang kemudian diinkubasi untuk mengembangkan hewan tersebut.
Karena bekerja dengan hewan yang terancam punah mempunyai risiko tinggi, tim menunjukkan bukti konsep pada spesies burung umum seperti burung puyuh, burung pegar, kalkun, angsa, ayam, merak, bebek, dan burung unta. Laboratorium Lois saat ini berkolaborasi dengan Kebun Binatang San Diego untuk menerapkan teknik serupa untuk mengawetkan sel induk dari spesies burung liar, termasuk beberapa spesies yang terancam punah.
“Saat ini, melindungi individu yang tersisa adalah satu-satunya strategi kami untuk mencegah kepunahan burung,” kata Lois. “Namun, meski ada upaya konservasi yang intensif, banyak spesies yang terus punah. Teknik yang kami kembangkan akan memungkinkan penyusunan kembali burung dari sel-sel simpanan spesies yang terancam punah, bahkan setelah kepunahan, sehingga menciptakan gudang permanen untuk restorasi spesies.”
Makalah tersebut berjudul “Derivasi sel induk embrionik pada spesies unggas”. Selain Chen dan Lois, rekan penulis Caltech adalah mahasiswa pascasarjana Martin Tran dan ilmuwan peneliti tamu Carol Readhead. Rekan penulis tambahan adalah Zheng Guo, Xinyi Tong, Xizi Wang, Xugeng Liu, Ping Wu, Christina Wu, Lin Cao, Yixin Huang, Han Zeng, Nima Adhami, Sirjan Mor, Cheng-Ming Choung, dan Qi-Long Ying dari USC; Rusty Lansford dari Rumah Sakit Anak Los Angeles; dan Hiroki Nagai dan Guojun Sheng dari Universitas Kumamoto di Jepang. Pendanaan disediakan oleh Institut Kesehatan Nasional. Carlos Lois adalah anggota fakultas yang berafiliasi dengan Institut Ilmu Saraf Tianqiao dan Chrissy Chen di Caltech.
Tautan Terkait
Burung Mengatasi Kerusakan Otak untuk Bernyanyi Lagi Bagaimana Kenangan Terbentuk dan Memudar
