Kloning promoter -actin ikan mas, Cyprinus carpio Lin dan analisis fungsionalnya menggunakan gen target protein pendaran hijau (GFP)

dokumen-dokumen yang mirip
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Efektivitas promoter -aktin dalam mengarahkan ekspresi gen target pada transgenesis ikan mas

III. METODE PENELITIAN

(Osphronemus gouramy)

ISOLASI DAN EFEKTIVITAS PROMOTER -AKTIN DALAM MENGARAHKAN EKSPRESI GEN TARGET PADA TRANSGENESIS IKAN MAS Cyprinus carpio

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Transgenik

HASIL DAN PEMBAHASAN. Derajat Kelangsungan Hidup Embrio dan Derajat Penetasan Berdasarkan hasil pengamatan terhadap derajat kelangsungan hidup

TINJAUAN PUSTAKA. Transfer Gen Strategi yang dapat dilakukan untuk memperbaiki mutu genetik ikan nila

1. PENDAHULUAN LATAR BELAKANG

ISOLASI DAN KARAKTERISASI PROMOTER β-actin DARI IKAN KERAPU BEBEK (Cromileptes altivelis)

adalah bagian dari DNA dimana RNA polymerase menempel. Fungsi dari promoter ini adalah untuk mengarahkan RNA polymerase sehingga transkripsi terjadi.

5. PEMBAHASAN UMUM. Tabel 5. Beberapa konstruksi gen all fish dalam pembuatan ikan transgenik GH.

II. AKTIVITAS PROMOTER ß-AKTIN IKAN MEDAKA PADA IKAN LELE (Clarias sp) ABSTRAK

I. PENDAHULUAN UMUM Latar belakang

DETEKSI DAN ANALISIS EKSPRESI TRANSGEN (PhGH) PADA IKAN LELE DUMBO (Clarias gariepinus) TRANSGENIK F3 FERY JAKSEN SIHOTANG

Aktivitas Promoter â-aktin Ikan Medaka Jepang (Oryzias latipes) pada Ikan Mas (Cyprinus carpio)

INTRODUKSI DAN PERSENTASE IKAN YANG MEMBAWA GEN GH Growth Hormone IKAN NILA Oreochromis niloticus PADA IKAN LELE DUMBO Clarias sp.

AKTIVITAS PROMOTER KERATIN DAN HEAT SHOCK PADA IKAN KOI Cyprinus carpio

POLA EKSPRESI GEN ENHANCED GREEN FLUORESCENT PROTEIN PADA EMBRIO DAN LARVA IKAN PATIN SIAM (Pangasianodon hypophthalmus)

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

PENGEMBANGAN MARKA MOLEKULER DNA DALAM IDENTIFIKASI SEL GONAD IKAN GURAME (Osphronemus gouramy) DAN IKAN NILA (Oreochromis niloticus) MENGGUNAKAN PCR

EFEKTIVITAS PROMOTER KERATIN IKAN FLOUNDER JEPANG

PENDAHULUAN. sangat pokok dalam menunjang keberlanjutan kegiatan budidaya dan hasil

EFEKTIVITAS PROMOTER KERATIN, HEAT SHOCK, DAN β-aktin PADA TRANSGENESIS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) ADI SUCIPTO

Teknologi manipulasi gen (genetic engineering) telah dikembangkan sebagai pelengkap program perbenihan untuk meningkatkan kualitas dan kuantitas dari

IV. AKTIVITAS PROMOTER ANTIVIRUS PADA UDANG WINDU Penaeus monodon MENGGUNAKAN GEN EGFP (ENHANCED GREEN FLUORESCENT PROTEIN) SEBAGAI PENANDA *)

Ibnu Dwi Buwono dan Yuniar Mulyani

4. EFEKTIVITAS TRANSFER DAN EKSPRESI GEN PhGH PADA IKAN PATIN SIAM (Pangasionodon hypophthalmus)

V. EXPRESSION OF GROWTH HORMONE GENE OF TILAPIA (tigh) IN CATFISH (Clarias sp.) TRANSGENIC FIRST GENERATION ABSTRACT

Fery Jaksen Sihotang 1),Budi Utomo 2),Indra Lesmana 3),Huria Marnis 4) 1 Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Pertanian, Universitas

TRANSFEKSI MERUPAKAN METODE TEKNOLOGI TRANSGENIK PENYISIPAN GREEN FLOURESCENT PROTEIN TERHADAP IKAN WILD BETTA

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

VI. TRANSFER GEN PENYANDI HORMON PERTUMBUHAN IKAN NILA (tigh) PADA IKAN LELE (Clarias sp) DENGAN METODE ELEKTROPORASI ABSTRAK

STUDI HOMOLOGI DAERAH TERMINAL-C HASIL TRANSLASI INSCRIPTO BEBERAPA GEN DNA POLIMERASE I

TRANSMISI DAN EKSPRESI FENOTIPE GEN PENYANDI HORMON PERTUMBUHAN PADA IKAN PATIN SIAM

INTRODUKSI DAN EKSPRESI GEN HORMON PERTUMBUHAN IKAN NILA (Oreochromis niloticus) PADA IKAN LELE (Clarias sp) GUSRINA

Performa benih ikan nila diberi pakan mengandung hormon pertumbuhan rekombinan ikan mas dengan dosis berbeda

HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi DNA Genomik Sengon

YOHANES NOVI KURNIAWAN KONSTRUKSI DAERAH PENGKODE INTERFERON ALFA-2B (IFNα2B) DAN KLONINGNYA PADA Escherichia coli JM109

II. ISOLASI DAN KARAKTERISASI PROMOTER GEN ANTIVIRUS DARI UDANG WINDU Penaeus monodon *)

HASIL DAN PEMBAHASAN. Fenotipe organ reproduktif kelapa sawit normal dan abnormal.

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN BAHASAN

TRANSFER GEN PENYANDI HORMON PERTUMBUHAN IKAN NILA (tigh) PADA IKAN LELE (Clarias sp.) DENGAN METODE MIKROINJEKSI

ISOLASI DAN ANALISIS GEN HORMON PERTUMBUHAN LELE (Clarias gariepinus Burch.)

EFEKTIVITAS PROMOTER KERATIN IKAN FLOUNDER JEPANG

ABSTRAK. ISOLASI, OPTIMASI AMPLIFIKASI DAN KLONING GEN phoq PADA Salmonella typhi

KONSTRUKSI VEKTOR EKSPRESI GEN HORMON PERTUMBUHAN LELE DUMBO (Clarias sp.) UNTUK PRODUKSI IKAN LELE LOKAL (Clarias batrachus) TRANSGENIK

Pertumbuhan dan sigositas ikan lele Afrika (Clarias gariepinus) transgenik F-2... (Huria Marnis)

PERKEMBANGAN REKAYASA GENETIKA DALAM BUDIDAYA IKAN HIAS DI INDONESIA

EFEKTIVITAS TRANSFER DAN EKSPRESI GEN PhGH PADA IKAN PATIN SIAM (Pangasianodon hypophthalmus)

Pengertian TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN. Cloning DNA. Proses rekayasa genetik pada prokariot. Pemuliaan tanaman konvensional: TeknologiDNA rekombinan:

II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ikan Mas ( Cyprinus carpio 2.2 Hormon Pertumbuhan ( Growth Hormone (GH))


STUDI OVER-EKSPRESI GEN PENYANDI HORMON PERTUMBUHAN MELALUI ELEKTROPORASI SPERMA UNTUK MEMBUAT IKAN PATIN SIAM TRANSGENIK CEPAT TUMBUH

Gambar 1. Struktur organisasi promoter pada organisme prokariot [Sumber: University of Miami 2008: 1.]

ABSTRAK. OPTIMASI AMPLIFIKASI DAN KLONING GEN Chaperonin 60.1 PADA Mycobacterium tuberculosis

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN BAHASAN. Oligonukleotida sintetis daerah pengkode IFNα2b sintetis dirancang menggunakan

KONSTRUKSI DNA REKOMBINAN pcambia STILBENA SINTASE PENCEGAH BUSUK AKAR KELAPA SAWIT EMBI LILIS

BIO306. Prinsip Bioteknologi

TINJAUAN PUSTAKA. Perkembangan Teknologi Molekuler Dalam Akuakultur. dalam maupun di luar negeri. Produksi akuakultur diharapkan dapat ditingkatkan

IDENTIFIKASI IKAN CUPANG (Betta imbellis) TRANSGENIK FOUNDER MEMBAWA GEN PENYANDI HORMON PERTUMBUHAN

MATERI DAN METODE. Kota Padang Sumatera Barat pada bulan Oktober Amplifikasi gen Growth

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

TINJAUAN PUSTAKA. transfer gen sejak penelitian pertama ikan transgenesis dimulai (Zhu dkk., 1985).

DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN...

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

2 TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 Rumput Laut Kappaphycus alvarezii

Gambar 1. Visualisasi elektroforesis hasil PCR (kiri) dan Sekuen Gen Hf1-exon 1 Petunia x hybrida cv. Picotee Rose yang berhasil diisolasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

UJI AKTIVITAS PROMOTER MELALUI INJEKSI SECARA INTRAMUSKULAR PADA IKAN MAS Cyprinus PRIHATININGTYAS TUWUH ROZAQIMAH C

2015 ISOLASI DAN AMPLIFIKASI GEN PARSIAL MELANOCORTIN - 1 RECEPTOR (MC1R) PADA IKAN GURAME

TINJAUAN PUSTAKA Hormon Pertumbuhan ( Growth Hormone Teknologi DNA Rekombinan

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. A. ISOLASI DNA GENOM PADI (Oryza sativa L.) KULTIVAR ROJOLELE,

Kloning Domain KS dan Domain A ke dalam Sel E. coli DH5α. Analisis Bioinformatika. HASIL Penapisan Bakteri Penghasil Senyawa Antibakteri

PENINGKATAN RESISTENSI UDANG WINDU Penaeus monodon TERHADAP PENYAKIT WHITE SPOT SYNDROME VIRUS MELALUI TRANSFER GEN Penaeus monodon ANTIVIRAL

DIAGRAM FILOGENIK HASIL SEKUENS BASA DNA MENGGUNAKAN PROGRAM MEGA-7 (MOLECULAR EVOLUTIONARY GENETICS ANALYSIS)

KLONING DAN OVEREKSPRESI GEN celd DARI Clostridium thermocellum ATCC DALAM pet-blue VECTOR 1

KATAPENGANTAR. Pekanbaru, Desember2008. Penulis

TEKNOLOGI TRANSPLANTASI SEL. Testicular cell transplantation technology in manipulation of giant gouramy fry production

Bab IV Hasil dan Pembahasan

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Konstruksi vektor over-ekspresi gen OsWRKY 1.1 Amplifikasi dan purifikasi fragmen gen OsWRKY76

Kloning Gen pcbc dari Penicillium chrysogenum ke dalam Plasmid ppicza untuk Pengembangan Produksi Penisilin G

TUGAS TERSTRUKTUR BIOTEKNOLOGI PERTANIAN VEKTOR DNA

IDENTIFIKASI KERAGAMAN GEN Growth Hormone PADA DOMBA EKOR TIPIS SUMATERA

HASIL DAN PEMBAHASAN. DNA Genom

VII. UJI EKSPRESI GEN TcAP1 (APETALA1 KAKAO) PADA TANAMAN MODEL. Abstrak

AMPLIFIKASI GEN 18S rrna PADA DNA METAGENOMIK MADU DARI DESA SERAYA TENGAH, KARANGASEM DENGAN TEKNIK PCR (POLYMERASE CHAIN REACTION)

PRODUKSI PROTEIN REKOMBINAN HORMON PERTUMBUHAN IKAN KERAPU

TRANSMISI, EKSPRESI, DAN DISTRIBUSI GEN HORMON PERTUMBUHAN IKAN PATIN SIAM PADA IKAN LELE AFRIKA (Clarias gariepinus) TRANSGENIK F-2

HASIL DAN PEMBAHASAN bp bp bp

HASIL DAN PEMBAHASAN

diregenerasikan menjadi tanaman utuh. Regenerasi tanaman dapat dilakukan baik secara orgnogenesis ataupun embriogenesis (Sticklen 1991; Zhong et al.

BAB I PENDAHULUAN. Mycobacterium tuberculosis adalah bakteri patogen penyebab tuberkulosis.

HASIL DAN PEMBAHASAN

EVALUASI DAN OPTIMALISASI PROGRAM PCR DALAM DETERMINASI KELAMIN IKAN BARBIR EMAS Puntius conchonius SECARA MOLEKULAR RADI IHLAS ALBANI

DASAR REKAYASA GENETIKA

HASIL DAN PEMBAHASAN. Hasil

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bioteknologi Farmasi-FA FA 4202

Transkripsi:

Jurnal Iktiologi Indonesia, 13(2):145-152 Kloning promoter -actin ikan mas, Cyprinus carpio Lin. 1758 dan analisis fungsionalnya menggunakan gen target protein pendaran hijau (GFP) [β-actin promoter cloning of common carp, Cyprinus carpio Lin. 1758 and its functional analysis using targeted Green Fluorescent Protein (GFP) gene] Andi Aliah Hidayani 1,, Odang Carman 2, Alimuddin 2 1 Jurusan Perikanan, FIKP Universitas Hasanuddin, Makassar 2 Jurusan Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, IPB Jurusan Perikanan, FIKP Universitas Hasanuddin, Makassar Kampus Tamalanrea, Jln. Perintis Kemerdekaan Km. 10, Makassar 90245 Surel: lhia_achsan@yahoo.com Diterima: 28 September 2013; Disetujui: 3 Desember 2013 Abstrak Promoter dalam vektor ekspresi berperan penting dalam mengatur ekspresi gen pada ikan transgenik. Dalam transgenesis ikan, peneliti yakin bahwa penggunaan vektor ekspresi semua ikan aman dan prospektif. Penelitian ini dilakukan untuk mengisolasi promoter -aktin, promoter yang memiliki karakteristik ubiquitous, constitutive, house keeping, dari ikan mas sebagai langkah awal untuk mengkonstruksi vektor ekspresi semua ikan mas. Promoter -aktin ikan mas (ccba) diisolasi menggunakan metode PCR dengan primer FBP1, RBP1, dan RBP2. Sequensing dilakukan dengan menggunakan mesin ABI PRISM 3100, dan analisis sekuen dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak GENE- TYX versi 7. Hasil analisis sekuen menunjukkan bahwa panjang fragmen DNA yang diperoleh adalah sekitar 1,5 kb. Hasil homologi dengan sekuen promoter -aktin dari pangkalan data bank gen (No. Aksesi: M24113) adalah sebesar 97,5%. Faktor transkripsi yang tetap secara evolusioner untuk promoter β-aktin promoter termasuk CCAT, CArG, dan boks TATA ditemukan dalam sekuen. Ubiquitous dan ekspresi tertinggi protein pendaran hijau (GFP) dikendalikan oleh promoter ccba dalam otot larva ikan mas yang dideteksi. Dengan demikian, kemungkinan besar bahwa sekuen yang terisolasi adalah promoter -aktin ikan mas. Kata penting: ekspresi, GFP, kloning, promoter β-aktin, transgenik ikan mas. Abstract Promoter in the expression vector plays an important role on regulating of gene expression in transgenic fish. In fish transgenesis, researcher convinced that the use of all-fish expression vector is safety and prospective. The study was performed to isolate -actin promoter, the promoter which has ubiquitous, constitutive, housekeeping characteristics, of common carp as a first step to construct all-common carp expression vector. Common carp -actin promoter (ccba) was isolated using PCR method with FBP1, RBP1, and RBP2 primers. Sequencing was performed using ABI PRISM 3100 machine, and analysis of sequences was conducted using GENETYX version 7 software. The results of sequence analysis showed that the length of DNA fragment obtained was approximately 1.5 kb. Results of homology with -actin promoter sequence of a gene bank database (Accession No.: M24113) was 97.5%. The evolutionary conserved of transcription factor for β-actin promoter including CCAT, CArG, and TATA boxes were found in the sequence. Ubiquitous and higher expression of green fluorescent protein driven by ccba promoter in muscle of common carp larvae was detected. It is most likely that the isolated sequence is a common carp -actin promoter. Keywords: expression, GFP, cloning, β-actin promoter, common carp transgenic. Pendahuluan Tingkat ekspresi gen dalam transgenesis ditentukan oleh promoter, satu sekuen regulator yang diligasi pada posisi upstream dari gen target dalam suatu DNA konstruksi. Pada awal perkembangan transgenesis ikan, peneliti menggunakan konstruksi gen dengan promoter yang berasal dari mamalia dan virus untuk mengatur ekspresi transgen. Walaupun kedua konstruksi tersebut menghasilkan tingkat ekspresi gen yang tinggi, namun permintaan untuk menghasilkan konstruksi gen dengan menggunakan sekuen regulator dari spesies yang sama semakin meningkat untuk menghasilkan autotransgenik yang lebih efisien dan lebih mudah diterima secara komersial (Biswal et al. 2012). Beberapa jenis promoter telah diisolasi dan diuji pada beberapa spesies ikan oleh para Masyarakat Iktiologi Indonesia

Kloning promoter -aktin ikan mas peneliti, yaitu promoter cytomegalovirus (CMV) dari virus manusia, elongation factor-1α (EF-1α) dari ikan medaka, β-aktin dari ikan medaka, dan myosin light chain-2 (Mylz-2) dari ikan zebra (Alimuddin 2003). Selanjutnya, Berdasarkan penelitian Alimuddin (2003) pada ikan zebra, promoter β-aktin dan Mylz-2 menunjukkan aktivitas paling kuat dibandingkan EF-1α, sedangkan CMV menunjukkan aktivitas paling rendah. Hal ini dikarenakan tidak semua elemen cisacting pro-moter CMV dikenali oleh faktor transacting ikan zebra, sedangkan promoter lainnya yang berasal dari ikan menunjukkan aktivitas yang tinggi. β-aktin merupakan promoter yang bersifat house keeping; selalu aktif sepanjang hidup organisme. Selain itu, promoter β-aktin juga mempunyai sifat ubiquitous (Hackett 1993), yaitu promoter ini akan aktif di mana-mana, dan constitutive (Volckaert et al. 1994) yang berarti bahwa promoter ini dapat aktif tanpa diberikan rangsangan dari luar seperti suhu dan hormon. Promoter ini sering digunakan dalam penelitian transgenesis seperti pada ikan zebra (Higashijima et al. 1997), ikan medaka (Hamada et al. 1998), ikan mud loach (Nam et al. 2001), ikan nila (Hwang et al. 2003), ikan kakap merah (Kato et al. 2007) dan Oryzias javanicus (Lee et al. 2012) Berdasarkan hasil penelitian, dikemukakan bahwa promoter heterolog (promoter yang berasal dari ikan yang berbeda dengan ikan uji) memiliki efektivitas yang berbeda dengan promoter homolog (promoter yang berasal dari ikan yang sama dengan ikan uji). Lebih lanjut, konstruksi gen all-fish, konstruksi transgen dengan sekuen yang berasal dari ikan terutama dengan spesies yang sama (homolog), lebih mudah diterima oleh konsumen jika ikan transgenik dipasarkan (Ge et al. 2012). Oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan isolasi promoter -aktin yang berasal dari ikan mas untuk menghasilkan transgenik ikan mas dengan menggunakan konstruksi gen yang semuanya berasal dari ikan mas. Dalam studi ini, isolasi dan karakterisasi promoter -aktin pada ikan mas dilaporkan. Mikroinjeksi DNA yang mengandung promoter -aktin yang telah menyatu dengan gen protein pendaran hijau green fluorescent protein (GFP) ke dalam embrio ikan mas. Analisis fungsional promoter - aktin dilakukan dengan mengamati ekspresi gen GFP yang dikendalikan oleh sekuen promoter - aktin hasil isolasi pada larva ikan mas. Tujuan penelitian ini adalah mengisolasi promoter β-aktin dari ikan mas, dan menguji efektivitas promoter β-aktin homolog pada ikan mas (Cyprinus carpio) dengan menggunakan gen target protein pendaran hijau /green fluorescent protein (GFP). Bahan dan metode Kloning promoter -aktin ikan mas Promoter -aktin ikan mas diisolasi menggunakan metode PCR dengan cetakan berupa DNA genom hasil ekstraksi dari jaringan hati ikan mas. Ekstraksi DNA dilakukan dengan menggunakan kit isolasi DNA (Gentra). Sekuen promoter β-aktin ikan mas (ccba) yang diisolasi menggunakan PCR dengan primer yang didesain berdasarkan pangkalan data (database) ikan mas yang ada dalam bank gen (No. aksesi: M24113). Proses amplifikasi PCR pertama dilakukan menggunakan primer forward F-BP1 adalah 5 -GTGWGTGACGCYGGACCAATC-3 (W = A + T, Y = T + C) dan reverse R-P1 adalah 5 TAGAAGGTGTGRTGCCAGA TCTTC-3 (R = A + G). Seratus kali pengenceran produk PCR pertama kemudian digunakan dalam nested PCR menggunakan F-BP1 dan R-BP2 yaitu 5 - TTGCACATRCCRGAKCCGTTG TC-3 (K= G + T). Hasil amplifikasi PCR dipisahkan dengan elektroforesis menggunakan gel agarosa 0,7%. Se- 146 Jurnal Iktiologi Indonesia

Hidayani et al. buah fragmen DNA target dengan panjang sekitar 1500 bp dipurifikasi dari gel agarosa menggunakan kit gel/pcr DNA Gene Mate Purification (ISC BioExpress) dan selanjutnya diligasi ke vektor pgem-t Easy, dan digunakan untuk sekuensing DNA. Sekuensing DNA dilakukan dengan menggunakan mesin ABI PRISM 3100 Avant Genetic Analyzer mengikuti protokol produsen. Sekuen nukleotida dibandingkan dengan sekuen DNA promoter β-aktin pangkalan data Bank Gen menggunakan software GENETYX versi 7. Analisis fungsional promoter β-aktin ikan mas Sekuen DNA promoter β-aktin ikan mas diligasi ke gen GFP (green fluorescent protein) dengan menggunakan vektor pegfp-n1 (BD Biosciences Clontech) untuk mendesain plasmid pccba-egfp. Plasmid pccba-egfp pada konsentrasi 5 µg ml -1 dalam 0,1 M KCl dimikroinjeksikan ke dalam blastodisk embrio-embrio ikan mas tahap 1 sel. Mikroinjeksi dilakukan sesuai dengan penelitian sebelumnya (Alimuddin et al. 2005). Ekspresi gen GFP diamati dengan menggunakan mikroskop fluorescent (Olympus SZX 16). Hasil Kloning promoter -aktin ikan mas Produk amplifikasi PCR promoter -aktin ikan mas (Gambar 1) memiliki ukuran 1528 bp (Gambar 2). Isolasi sekuen DNA homolog 97,5% dengan sekuen promoter β-aktin dari pangkalan data bank gen (No. aksesi: M24113) (Gambar 2). Analisis sekuen juga menunjukkan bahwa tiga faktor transkripsi untuk promoter -aktin seperti CCAAT, CArG [CC(A/T) 6 GG], dan boks TATA ditemukan dalam sekuen isolat (Gambar 3). Hasil isolasi promoter β-aktin ikan mas (CcBA) kemudian diligasi ke gen GFP untuk membuat vektor ekspresi pccba-egfp. Ukuran plasmid hasil ligasi sekitar 6,2 kb (Gambar 4, jalur 1-5), lebih besar daripada pegfp-n1 (4,7 kb); tulang punggung plasmid pccba-gfp. Analisis fungsional promoter β-aktin ikan mas Pengujian efektivitas promoter dilakukan untuk membuktikan secara in vivo bahwa sekuen DNA hasil isolasi mampu mengatur ekspresi gen asing. Dalam penelitian ini gen penanda EGFP, satu gen yang mengkode protein pendaran hijau digunakan. Ekspresi gen GFP yang kuat dapat diamati pada bagian kepala (Gambar 5A), kuning telur dan otot (Gambar 5B) yang dimikroinjeksikan pada larva ikan mas. Pembahasan Panjang sekuen hasil sekuensing adalah 1528 bp (Gambar 1). Berdasarkan analisis sekuens diperoleh faktor transkripsi yang merupakan elemen-elemen yang memengaruhi aktivitas promoter. Ketiga faktor transkripsi tersebut memiliki fungsi yang berbeda. Sekuen CArG berfungsi sebagai elemen responsif terhadap serum (Liu et al. 1990), dan terletak antara CCAAT dan boks TATA. Boks TATA merupakan elemen umum dari sekuen promoter, sebagai target untuk polimerase RNA dalam proses transkripsi (Glick & Pasternak 2003). Kerja sama antara ketiga elemen tersebut menyebabkan promoter dapat aktif dan mengendalikan ekspresi transgen pada waktu dan tempat yang sama. Untuk mengetahui promoter -aktin ikan mas hasil isolasi dapat aktif atau tidak, maka promoter -aktin diligasi dengan gen GFP untuk menghasilkan konstruksi gen pccba-gfp. Keberhasilan ligasi dianalisis menggunakan metode cracking (Octavera 2008) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Ukuran ccba-gfp lebih besar dibandingkan dengan plasmid pegfp-n1 Volume 13 Nomor 2, Desember 2013 147

Kloning promoter -aktin ikan mas 3 kb 1,5 kb 1 kb Gambar 1. Elektroforesis hasil amplifikasi PCR (1) dan (M) marker ukuran fragmen DNA 2-log ladder (Biolabs, New England). Fragmen DNA target ditunjukkan dengan tanda panah Primer Forward Primer Reverse 1 Gambar 2. Alignment sekuen promoter -aktin ikan mas hasil sekuensing dengan data base yang ada di Bank Gen (No. Aksesi Bank Gen: M24113). Elemen penting promoter -aktin yaitu CCAAT yang terletak pada nt. 12-16, CArG (CC(A/T) 6 GG) pada nt. 42-51, dan boks TATA pada nt.75-80. Garis hitam pada baris 1 dan 2 merupakan sekuen primer forward yang digunakan untuk isolasi promoter maupun pembuatan konstruksi gen. Baris 22 dan 23 merupakan sekuen primer reverse yang digunakan untuk pembuatan konstruksi gen, baris 26 dan 27 merupakan sekuen primer reverse yang digunakan untuk isolasi promoter. 148 Jurnal Iktiologi Indonesia

Hidayani et al. Gambar 3. Alignment sekuen parsial promoter β-aktin ikan mas (hasil sekuensing), ikan koan (no. Aksesi Bank Gen: M25013), ikan medaka Jepang (no. Aksesi Bank Gen: S74868) dan ikan megalobrama (no. Aksesi Bank Gen: AY170122). Posisi sekuen CCAAT, motif CArG dan boks TATA di-tunjukkan di atas sekuensekuen nukleotida. K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 6,2 kb 4,7 kb < Gambar 4. Verifikasi hasil ligasi antara promoter β-aktin ikan mas dengan vektor pegfp-n1 menggunakan metode cracking perubahan koloni bakteri (jalur 1-5). Metode cracking sebagaimana digambarkan sebelumnya oleh Octavera (2008). K: Hasil cracking dari Escherichia coli DH5 yang membawa plasmid pgem-t Easy. Jalur 6: hasil cracking bakteri yang membawa plasmid pegfp-n1. ( ): ukuran DNA plasmid yang mengandung pccba-egfp (6,2 kb), ( ) : ukuran DNA dari plasmid pegfp-n1 (4,7 kb), sedangkan (<) : ukuran plasmid pgem-t Easy (3 kb). B C Gambar 5. Ekspresi gene GFP sementara (panah) yang dikendalikan oleh promoter β-aktin promoter ikan mas pada kepala (A), kuning telur (panah) dan otot (panah garis putus) (B), dan kontrol (C) Volume 13 Nomor 2, Desember 2013 149

Kloning promoter -aktin ikan mas dan plasmid dari kontrol berupa bakteri biru. Hal ini menunjukkan bahwa konstruksi gen pccba- EGFP berhasil dibuat dan koloni bakteri yang membawa plasmid ini berhasil diidentifikasi (No. 1-6 pada Gambar 4). Berdasarkan pengujian efektivitas promoter, ekspresi gen GFP terlihat pada beberapa jaringan ikan mas. Pola ekspresi gen pccba-gfp secara ubiquitous ditemukan pada larva. Posisi ekspresi gen GFP pada larva terdapat pada kepala, kuning telur, dan otot. Ekspresi gen tersebut nampak tidak spesifik pada suatu organ. Peristiwa yang sama juga terjadi pada ikan Oryzias javanicus dengan menggunakan promoter - aktin dan gen RFP, di mana signal gen RFP terdeteksi pada beberapa bagian organ termasuk kuning telur dan badan embrio (Lee et al. 2012). Hal ini berkenan dengan sifat ubiquitous (terdapat di mana-mana) dari promoter β-aktin yang artinya promoter ini dapat aktif pada semua jaringan otot. Menurut Iyengar et al. (1996), distribusi yang tidak sama dari cetakan gen asing dalam jaringan seperti sel-sel otot atau sel-sel dalam lapisan telur syncytial (YSL) dapat menjelaskan variabilitas tinggi ekspresi gen asing dalam jaringan. Selanjutnya, tingkat ekspresi gen asing yang berbeda kemungkinan juga berhubungan dengan posisi integrasi dalam kromosom. Tingkat ekspresi gen GFP pada larva ikan mas tergolong kuat. Ini kemungkinan disebabkan oleh meningkatnya laju replikasi DNA karena pertumbuhan yang cepat saat ini (Winkler et al. 1991). GFP khususnya diekspresikan dalam selsel jaringan karena promoter β-aktin diisolasi dari otot. Quitschke et al. (1989) mengklarifikasi bahwa promoter ini diekspresikan secara aktif dalam latar belakang sel kebanyakan vertebrata pada semua tahap perkembangan dan hanya ditekankan dalam jaringan otot. Namun, ekspresi ini akan menghilang pada waktu tertentu. Pola umum ekspresi sementara nampaknya berlaku dalam semua spesies yang telah dipelajari sejauh ini (Iyengar et al. 1996). Tingkat ekspresi gen dalam setiap jaringan berbeda. Menurut Chou et al. (2001), sangat umum mosaik, ekspresi sementara, dan ekspresi beragam gen asing ditemukan pada ikan transgenik. Hal ini disebabkan distribusi yang tidak merata dari gen asing yang diinjeksikan dalam embrio ikan. Ekspresi dalam setiap embrio merata dan tidak terlalu ubiquitous, dengan beberapa jaringan yang terekspresi secara kuat sementara beberapa tidak terekspresi. Sebagian besar tingkat ekspresi diduga secara kuat berhubungan dengan jumlah cetakan gen asing dalam setiap sel (Hwang et al. 2003). Alimuddin et al. (2007) menjelaskan bahwa ekspresi gen yang lemah atau bahkan belum ada ketika terintegrasi pada DNA sentromer atau telomer di mana proses transkripsi tidak aktif. Selain itu, kemungkinan integrasi gen terjadi secara acak dalam kromosom sehingga perbedaan tingkat ekspresi gen dalam jaringan berbeda. Gen GFP dalam plasmid pccba-egfp dapat diganti dengan gen yang berfungsi penting dalam sifat budi daya, seperti hormon pertumbuhan (Nam et al. 2001 dan Kobayashi et al. 2007). Gen cdna hormon pertumbuhan (GH) gen cdna ikan mas telah dikloning oleh kelompok lain (Guan et al. 2008). Dengan menggunakan metode RT-PCR, cdna GH ikan mas yang berasal dari Indonesia dapat juga diisolasi, dan kemudian diligasi dengan sekuen promoter β- aktin, untuk menghasilkan vektor ekspresi ikan mas. Simpulan Promoter β-aktin ikan mas telah diklon dan dianalisis fungsional. Ukuran sekuen promoter sekitar 1,5 kb (1528 bp) dan memiliki homo- 150 Jurnal Iktiologi Indonesia

Hidayani et al. logi sekitar 97,5% dengan sekuen promoter β-aktin dari pangkalan data bank gen (No. aksesi: M24113) sesama ikan mas (Cyprinus carpio) dari luar Indonesia. Sekuen ini memiliki tiga faktor transkripsi spesifik untuk promoter β-aktin, yaitu CCAAT, CArG, dan boks TATA. Tingkat ekspresi gen GFP dikendalikan oleh promoter β- aktin ikan mas sebagaimana ditunjukkan dalam otot larva. Persantunan Kami mengucapkan terima kasih kepada Prof. Goro Yoshizaki untuk sekuensing dan Balai Besar Pengembangan Budi Daya Air Tawar (BBPBAT) Sukabumi untuk penyediaan embrio ikan mas dan fasilitas pengambilan foto ekspresi gen GFP. Daftar pustaka Alimuddin. 2003. Introduction and expression of foreign Δ6 desaturase-like gene in a teleostean fish. Thesis. Graduate School of Fisheries Science. Tokyo University of Fisheries. Alimuddin, Yoshizaki G, Kiron V, Satoh S, Takeuchi T. 2005. Enhancement of EPA and DHA biosynthesis by overexpression of masu salmon Δ6 desaturase-like gene in zebrafish. Transgenic Research, 14(2):159-165. Alimuddin, Yoshizaki G, Carman O, Takeuchi T. 2007. Efektivitas promoter hcmv, mef1α dan mact dalam mengatur ekspresi gen asing pada transgenik ikan zebra. Akuakultur Indonesia, 6(1):65-77. Biswal MR, Singh SD, Srivastava PP, Umesha D. 2012. Molecular cloning and characterization of Asia seabass (Lates calcarifer) beta-actin gene promoter. The National Academy of Sciences, 35(3):163-168 Chou CY, Horng LS, Tsai HJ. 2001. Uniform GFP-expression in transgenic medaka Oryzias latipes at the F0 generation. Transgenic Research, 10(4):303-315. Ge J, Dong Z, Li J, Xu Z, Song W, Bao J, Liang D, Li J, Li K, Jia W, Zhao M, Chai Y, Yang J, Pan J, Zhao Q. 2012. Isolation of yellow catfish β-actin promoter and generation of transgenic yellow catfish expressing enhanced yellow fluorescent protein. Transgenic Research, 21(5):995-1004. Glick BR, Pasternak JJ. 2003. Molecular biotechnology: Principles and applications of recombinant DNA. 3 rd. ASM Press, Washington DC. 760 p. Guan B, Hu W, Zhang T, Wang Y, Zhu Z. 2008. Metabolism traits of all fish growth hormone transgenic common carp (Cyprinus carpio L.). Aquaculture, 284(1-4):217-223. Hackett PB. 1993. The molecular biology of transgenic fish. In: Hochachka PW, Mommsen TP (Eds.). Biochemistry and molecular biology of fish, Volume 2: Molecular biology frontiers. Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam. pp. 207-240. Hamada K, Tamaki K, Sasado T, Watai Y, Kani S, Wakamtsu Y, Ozato K, Kinoshita M, Kohno R, Takagi S, Kimura M. 1998. Usefulness of the medaka β-actin promoter investigated using a mutant GFP reporter gene in transgenic medaka Oryzias latipes. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 7(3):173-180. Higashijima S, Okamoto H, Ueno N, Hotta Y, Eguchi G. 1997. High frequency generation of transgenic zebrafish which reliably express GFP in whole muscles or the whole body by using promoter of zebrafish origin. Developmental Biology, 192(2):289-299. Hwang GL, Rahman MA, Razak SA, Sohm F, Farahmand H, Smith A, Brooks C, Maclean N. 2003. Isolation and characterization of tilapia β-actin promoter and comparison of its activity with carp β-actin promoter. Biochimica et Biophysica Acta, 1625(1): 11-18. Iyengar A, Muller F, Maclean N. 1996. Regulation and expression of transgenes in fish a review. Transgenic Research, 5(3):147-166. Kato K, Takagi M, Tamaru Y, Akiyama S-I, Konishsi T, Murata O, Kumai H. 2007. Construction of an expression vector containing β-actin promoter region for gene transfer by microinjection in red sea bream Pagrus major. Fisheries Science, 73(2): 440-445. Kobayashi S-I, Alimuddin, Morita T, Miwa M, Lu J, Endo M, Takeuchi T, Yoshizaki G. 2007. Transgenic Nile-tilapia (Oreochromis niloticus) overexpressing growth hormone show reduced ammonia excretion. Aquaculture, 270(1-4):427-435. Volume 13 Nomor 2, Desember 2013 151

Kloning promoter -aktin ikan mas Lee SY, Kim DS, Nam YK. 2012. Molecular characterization of cytocskeletal beta-actin and its promoter in the Javanise ricefish Oryzias javanicus. Fisheries and Aquatic Science, 15(4):317-324. Liu Z, Moav B, Faras AJ, Guise KS, Kapucinski AR, Hacket PB. 1990. Functional analysis of elements affecting of the β-actin gene of carp. Molecular and Cellular Biology, 10 (7):3432-3440. Nam YK, Noh JK, Cho YS, Cho HJ, Cho KN, Kim CG and Kim DS. 2001. Dramatically accelerated growth and extradionary gigantism of transgenic mud loach Misgurnus mizolepis. Transgenic Research, 10(4): 353-362. Octavera A. 2008. Isolasi promoter β-actin ikan nila Oreochromis niloticus dengan metode degenerate PCR. Skripsi. Departemen Budi daya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Quitschke WW, Lin Z-Y, De Poti-Zilli L, and Paterson BM. 1989. The β-actin promoter. The Journal of Biological Chemistry, 264 (16):9539-9546. Winkler C, Vielkind JR, Schartl M. 1991. Transient expression of foreign DNA during embryonic and larval development of the medaka fish Oryzias latipes. Molecular General Genetics, 226(1-2):129-140. Volckaert FA, Hellemans BA, Galbusera P, Ollevier F. 1994. Replication, expression and fate of foreign DNA during embryonic and larval development of the African catfish Clarias gariepinus. Molecular Marine Biology and Biotechnology, 3(2):57-69. 152 Jurnal Iktiologi Indonesia