Chimera

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum, Wr. Wb. Puji syukur kehadirat Allah SWT yang yang telah memberikan segala segala rahmat dan hidayahnya, kami dapat menyelesaikan

makalah ini dengan baik. Makalah ini mengulas tentang

Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi. Tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada Ibu drh. Nia Nurdiani, M.Si. selaku Dosen Mata Kuliah Embriologi atas bimbingan  beliau kepada kami. Mudah-mudahan karya tulis ini dapat bermanfaat serta dapat memberi pengetahuan bagi  pembaca. Kami menyadari bahwa Makalah ini masih memiliki kekurangan. Pada kesempatan ini kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberi bantuan dalam melengkapi teori untuk menyelesaikan penulisan makalah ini.

Penulis

Bandung, 2016

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Seiring perkembangan zaman, perkembangan teknologi semakin pesat dalam  berbagai cabang ilmu, salah satunya dalam embriologi. Saat ini manusia tidak hanya melakukan studi mengenai embrio, namun juga cara untuk merekayasa embrio tersebut. Studi

mengenai

embrio

saat

ini

tidak

hanya

mempelajari

bagaimana

 pertumbuhkembangan embrio dari berbagai hewan maupun manusia. Kemampuan unik yang dimiliki sel embrio menginspirasi terciptanya berbagai penelitian baru. Sifat sel embrio yang masih totipotensi memungkinkan sel-sel tersebut untuk dikembangkan lebih lanjut menjadi sel lain yang dibutuhkan. Beberapa tahun terakhir, perkembangan mengenai embriologi salah satunya  beruoata untuk mengungkap peristiwa Chimera. Chimera adalah organisme yang memiliki lebih dari satu set DNA yang bersatu dalam sebuah individu. Kasus pertama mengenai chimera pada manusia teridentifikasi pada tahun 195o, hal ini memacu ilmuwan untuk mencari tahu lebih lanjut mengenai peristiwa ini dan berupaya untuk melakukan rekayasa membentuk organisme chimera yang diharapkan dapat memberikan solusi terhadap masalah yang terjadi dalam kehidupan manusia.

B. Rumusan Masalah

1. Apakah yang dimaksud dengan chimera? 2. Bagaimana metode untuk membuat chimera? 3. Apa saja macam chimera? 4. Apa saja contoh kasus chimera yang telah terjadi?

Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 2

BAB II ISI A. Definisi Chimera

Kata “Chimera” berasal dari nama makhluk pada mitologi yunani, yaitu makluk  berkepala singa, berbadan domba dan berekor ular. Sedangkan dalam genetika, Chimera adalah individu yang memiliki lebih dari satu set populasi DNA yang berbeda satu sama lainnya dan berasal dari zygote yang  berbeda. Fenomena rekayasa chimera ini sudah dikenal sejak tahun 1980, yang dijelaskan oleh deGrouchy bahwa Chimera adalah hasil dari gabungan dua zygote (hasil pembuahan dari dua sperma dan dua sel telur yang berbeda) menjadi satu embrio, sedangkan Mosaic adalah hasil dari kesalahan yang terjadi pada fase mitosis (post-zygotic) dalam satu embrio. Fenomena Chimera akan sangat sulit kita lihat, kecuali terdapat kelainan yang sangat mencolok seperti hermaphrodite (individu berjenis kelamin ganda). (Faried, 2009). B. Metode Chimera

Chimera memungkinkan embrio dari seekor hewan dititipkan pada hewan lain yang berlainan speciesnya. Dengan teknik chimera, maka embrio yang akan dititipkan tersebut telah dimanipulasi sel-selnya sehingga tidak dikenal sebagai embrio asing dan akhirnya akan dapat berkembang sampai lahir tanpa adanya penolakan (rejection) dari induk yang dititipi (Gugun, 2009). Untuk membuat embrio chimera ilmuwan menggunakan teknik gene-editing yang disebut CRISPR untuk memotong bagian DNA yang akan disisipkan DNA makhluk lainnya. Misalnya pada babi yang akan disisipkan DNA manusia, DNA babi dipotong menggunakan metode CRIPSR kemudian disisipkan DNA pankreas manusia. Istilah CRISPR merupakan metode rekayasa genetik yang saat ini sedang marak digunakan

dalam

penelitian. Cluster

Regularly

Interspaced

Short

Palindromic

 Repeats atau yang dikenal dengan istilah CRISPR adalah segmen DNA prokariotik dimana mengandung pengulangan singkat dari urutan basa. Pada setiap repetisi biasanya diikuti oleh segmen pendek atau spacer DNA dari eksposur sebelumnya untuk virus Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 3

 bakteri maupun plasmid. Biasa disebut juga sebagai “crisper”.Metode CRISPR dikenal  juga dengan Sistem Cas, merupakan sebuah sistem kekebalan tubuh prokariotik yang mampu memberikan kekebalan terhadap elemen genetik asing seperti plasmid dan juga fag. CRISPR sebenarnya merupakan bagian proses normal yang biasanya terjadi pada  bakteri. Keunikan proses ini membuat para peneliti berlomba-lomba mempelajari CRISPR. Dikatakan unik karena proses metode CRISPR yang awalnya ada pada bakteri ini mampu menggabungkan DNA asing kedalam keadaan lain bahkan bakteri juga mampu mengais DNA yang telah rusak dari lingkungannya. Sistem Cas atau CRISPR saat ini telah digunakan dalam dalam rekayasa genetik terutama dalam proses editing gen atau menambahkan,

mengganggu,

maupun

mengubah urutan gen tertentu pada regulasi gen dalam spesies rantai kehidupan. Metode

untuk

membuat

tikus

chimera adalah sebagai berikut: a. Menargetkan gen untuk stem sel embrio Ilmuwan

mengambil

totipotensi

dari

sel

yang

masih

blastokis

tikus

untuk

disisipkan gen yang di targetkan. Sel tersebut kemudian dibiakkan.  b. Sel

yang

telah

dibiakkan

tadi

dimasukkan kedalah blastokis tikus, kemudian blastokis ini diimplantasikan ke dalam tubuh tikus betina. Tikus yang lahir tersebut merupakan tikus chimera. Tikus ini lalu dikawinkan dengan tikus normal sehingga akan menghasilkan tikus yang membawa gen yang di harapkan dan tikus yang normal. C. Jenis Chimera Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 4

Chimera dapat muncul pada keadaan yang alami, tetapi pada kenyataannya chimera sering terjadi secara percobaan (experimental). Pada pembentukan chimera secara alami sering terjadi dalam kelahiran kembar. Sedangkan pada pembentukan chimera secara percobaan seperti pembentukan ternak chemera sapi berbulu domba. Sapi memiliki permukaan yang luas, dengan demikian maka bulu domba yang dapat tumbuh akan semakin banyak. Jenis chimera : 1. Tetrachimera

Chimera tetragametic yaitu, chimera terbentuk ketika dua telur ibu dibuahi oleh dua sperma ayah, dan menghasilkan dua embrio yang bersatu untuk membentuk satu orang. 2. Chimera partenogenesis

Sebuah chimera partenogenesis terbentuk ketika telur yang belum mengalami meiosis dibuahi oleh dua sperma. Dalam kasus ini, dua sperma menyediakan dua khas materi genetik dari ayah.dan Hanya satu kasus chimera partenogenesis manusia yang telah terjadi. 3. Chimera androgenetic

Chimera androgenetic, terjadi ketika satu sperma membuahi satu telur yang normal dan sperma lain membuahi telur yang kosong dari materi genetik. Biasanya, acara pemupukan kedua ini tidak akan menghasilkan zigot hidup (telur yang telah dibuahi). Namun, dalam beberapa kasus yang jarang terjadi, materi genetik dari ayah dalam telur yang kosong dapat menduplikasi sendiri, menghasilkan zigot yang berisi materi genetik dari ayah. zigot ayahsatunya ini kemudian sekering bersama-sama dengan zigot yang normal untuk membentuk chimera 4. Microchimerism

Microchimerism terjadi ketika sejumlah kecil sel dipindahkan antara ibu dan  janin selama kehamilan. Baru-baru ini, para ilmuwan telah menjalankan  penelitian yang menunjukkan microchimerism yang mungkin sangat umum pada manusia. Bahkan, hingga 50 persen ibu dapat membawa sel anak-anak mereka dalam beberapa darah mereka setelah melahirkan. Selama kehamilan, janin juga Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 5

dapat menyerap beberapa sel ibu. Setelah lahir, anak-anak mungkin bisa membawa sel ibu mereka sepanjang hidup. Dalam kasus di mana seorang ibu memiliki beberapa anak, ibu mungkin menyerap sel dari anak pertama ke tubuhnya dan kemudian sel-sel ini diturunkan ke anak-anak lain pada kehamilan  berikutnya nya. Dengan demikian, individu yang memiliki saudara yang lebih tua mungkin memiliki sel-sel dalam tubuh mereka yang berasal dari saudara mereka yang lebih tua . Para peneliti berpikir bahwa microchimerism dapat membantu sistem kekebalan tubuh ibu. 5. Pasien transplantasi organ.

Manusia yang telah mengalami transplantasi organ atau transplantasi sumsum tulang menggunakan donor manusia dapat dianggap chimera artifisial (chimera  buatan). D. Manfaat Chimera

1. Memungkinkan manusia menumbuhkan organ pada hewan tertentu untuk implantasi. Dengan adanya teknik chimera, ilmuwan mencoba untuk membuat organisme chimera untuk membiakkan suatu bagian atau organ tertentu demi kepentingan dunia kesehatan. Misalnya dengan dimasukkannya sel manusia kedalam tubuh babi agar babi tersebut memiliki organ tubuh manusia. Organ ini dapat diambil dari tubuh babi untuk di-implan ke tubuh manusia yang memerlukan organ tubuh tersebut 2. Tikus hasil teknik chimera atau Chimeric Mice dapat digunakan untuk menguji suatu bahan atau obat sebelum di uji coba ke tubuh manusia. Pada tahun 2007 Drs Mario R. Capecchi, Martin J. Evans dan Oliver Smithies diberikan penghargaan  Nobel atas penemuannya memperkenalkan modifikasi gen pada tikus dengan menggunakan stem sel embrio. Hal ini memungkinkan ilmuwan untuk memodifikasi gen spesifik yang ingin diubah untuk kepentingan terapi medis. Tikus chimera ini saat ini banyak digunakan dalam penelitian. E. Kasus Chimera 1. Chimera pada Manusia dan Hewan

a. Pada tahun 1950 Sprinter Belanda Foekje dillema diusir tim nasional setelah ia menolak tes seks wajib pada bulan Juli 1950; Penyelidikan kemudian Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 6

mengungkapkan terdapat kromosom-Y dalam sel tubuhnya, dan analisis menunjukkan bahwa dia mungkin adalah 46, XX / 46, XY  b. Pada tahun 1953 Mrs. McK dikatakan sebagai manusia chimera, hal ini dilaporkan dalam British Medical Journal. Ia memiliki darah yang mengandung dua jenis darah yang berbeda. Rupanya ini dihasilkan dari sel-sel saudara kembarnya yang hidup di tubuhnya. Baru-baru ini, sebuah penelitian menemukan bahwa golongan darah tersebut sering terjadi. c. Pada tahun 1984 ilmuwan menciptakan “geep” yaitu gabungan antara domba dan kambing dalam satu tubuh d. Pada tahun 2002 manusia chimera dipublikasikan di media dengan kasus seorang wanita berusia 52 tahun bernama Karen yang membutuhkan transplantasi ginjal. Untuk menemukan donor ginjal, wanita dan keluarga dekat

menyerahkan

sampel

darahnya

untuk

diuji

genetik.

Hasilnya

mengejutkan.tes tersebut menunjukkan bahwa wanita tersebut tidak memiliki kesamaan biologis dari ketiga anak laki-lakinya. Untuk mengatasi teka-teki ini, dokter memeriksa sampel lendir

dari wanita, rambut, dan kulit dan

hasilnya adalah bahwa wanita ini adalah chimera tetragametic e. Masih pada tahun 2002, seorang wanita bernama Lydia Fairchild yang akan  bercerai dengan suaminya, karena tidak memiliki penghasilan yang cukup ia mengajukan bantuan negara. Suaminya menyangkal bahwa itu adalah anaknya, mereka pun melakukan tes DNA, hasil dari tes tersebut adalah benar ia adalah ayah dari anak tersebut, namun Lydia bukanlah ibu dari anak tersebut. Saat itu dirilis jurnal penelitian yang membahas mengenai kasus Karen sebagai manusia chimera, dokter kemudian mengetes kembali dan ternyata Lydia juga merupakan manusia chimera. f.

Pada tahun 2003, peneliti dari Shanghai Second Medical University di china melaporkan bahwa mereka berhasil menggabungkan sel kulit manusia dengan kelinci.

g. Pada tahun 2007 Drs Mario R. Capecchi, Martin J. Evans dan Oliver Smithies diberikan penghargaan Nobel atas penemuannya memperkenalkan modifikasi gen pada tikus dengan menggunakan stem sel embrio. Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 7

h. Pada tahun 2007 ilmuwan dari University of Nevada School of Medicine membuat domba yang memiliki 15% sel manusia dan 85% sel domba. i.

Pada tahun 2015 ilmuwan memasukkan sel pankreas manusia pada blastokis  babi kemudian melakukan implan pada babi betina, hasilnya embrio tersebut tumbuh dan diharapkan dapat menghasilkan pankreas manusia.

2. Chimera pada Tumbuhan

Sebuah

tanaman

chimera

ketika

memiliki

lebih

genotip

ditemukan

 berdekatan tanaman  plants’

di

disebut

sel-sel dari

sebuah tumbuh

dalam

tersebut.

yang

jaringan

‘Variegated

(tanaman

yang

 jaringannya berwarna keputihan di antara jaringan tanaman yang hijau) mungkin adalah tipe paling umum dari chimera, dan tentu saja contoh yang paling cocok untuk digunakan dalam mengenalkan konsep dasar. Sel-sel di dalam sebuah daun ‘variegated plant’, semuanya berasal dari meristem apikal tunas, tetapi beberapa sel ditandai oleh ketidakmampuan mensintesis klorofil. Sel-sel ini kemudian memunculkan warna  putih, bukan hijau, meskipun sel-sel tersebut adalah bagian dari sistem jaringan yang sama. Banyak seleksi penting dari tanaman berdaun, tanaman florikultur dan tanaman lanskap adalah chimera. ‘Cornus alba’ Argenteo Marginata, ‘Vinca minor' Variegata, ‘Ajuga reptans' Burgundy Glow, dan banyak seleksi dari ‘Hosta’, ‘Diffenbachia’, ‘Peperomia’, ‘Chlorophytum’, dan juga ‘Saintpaulia, tetapi sedikit dari chimera yang memiliki ‘variegated leaf’. Chimera muncul ketika sel mengalami mutasi. Mutasi ini bisa spontan atau diinduksi oleh iradiasi atau perlakuan dengan mutagen dari bahan kimia. Jika sel yang bermutasi terletak di dekat puncak kubah pucuk, maka semua sel yang lain yang dihasilkan dari pembelahan dari kubah pucuk tersebut akan menjadi termutasi. Hasilnya adalah sel-sel dengan genotip yang berbeda yang tumbuh  berdampingan di suatu jaringan tanaman, inilah yang menjadi definisi chimera. Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 8

Jika lokasi sel pada saat mutasi adalah di daerah di mana pembelahan sel sangat sedikit berlangsung, kemungkinan untuk mendeteksi mutasi ini dengan mengamati seluruh tanaman secara visual akan sulit. Terlebih lagi, jika mutasinya menghasilkan sebuah genotip yang tidak terlalu berbeda secara morfologi dari tanaman tersebut, kemungkinan mengidentifikasi tanaman tersebut sebagai chimera juga rendah. Sebuah mutasi yang menghasilkan sel-sel tak berwarna daripada sel-sel hijau (‘variegation’) sangat mudah dideteksi, sedangkan mutasi yang menghasilkan sel-sel dengan akumulasi gula yang lebih besar daripada selsel yang lain, akan sulit diamati. Sebuah representatif

contoh dari

yang chimera

 periklinal adalah ‘blackberry’ tak berduri. Lapisan epidermis dari tipe ini tidak membentuk duri

(sel-sel

epidermis

termodifikasi biasanya disebut ‘duri’). Epidermis tak berduri menutupi batang yang sel-selnya mengandung informasi untuk genotip berduri. Hal ini dapat ditunjukkan dengan mengambil potongan akar. Pucuk adventif yang  berdiferensiasi pada potongan akar bukan merupakan chimera sehingga kembali  pada genotip berduri. Mericlinal chimeras Chimera meriklinal diproduksi ketika derivat sel-sel termutasi tidak menutupi semua kubah apikal. Sebuah lapisan sel-sel yang termutasi dapat dipelihara pada hanya satu bagian meristem yang akan menghasilkan pucuk chimera atau daun yang akan berkembang di area itu sedangkan area yang lain normal. Banyak chimera meriklinal mengikutsertakan  jumlah sel-sel yang terbatas sehingga hanya sedikit area pada satu daun yang akan terkena dampaknya. Seperti pada kasus chimera periklinal, kimera meriklinal secara umum terbatas pada satu lapisan sel. Chimera sektorial terbentuk dari mutasi yang berdampak pada sebagian dari meristem apikal, genotip yang berubah Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 9

melebar melalui semua lapisan sel. Tipe chimera ini tidak stabil dan dapat menghasilkan tunas dan daun yang bukan chimera. Kedua tipe normal dan tipe termutasi dapat dihasilkan, tergantung pada titik pada ujung dimana tunas  berdiferensiasi. F. Etika dan Legislasi

Amerika dan eropa barat memiliki aturan yang ketat dalam etika dan regulasi mengenai penggunaan sel manusia. Dengan adanya penciptaan manusia chimera akan muncul berbagai pertanyaan mengenai kemanusiaan dan masalah moral yang dapat mengakibatkan kontroversi. Manusia tidak bisa disetarakan dengan hewan dalam hal  percobaan di laboratorium. Pada Mei 2008, perdebatan dilakukan di House of Commons of The United Kingdom menghasilkan putusan bahwa pembuatam chimera dengan stem sel manusia diperbolehkan dibuat di laboratorium namun akan diharancurkan dalam waktu 14 hari. Pada 11 Juli 2005, rancangan undang-undang mengenai chimera diperkenalkan ke kongres di Amerika Serikat oleh Senator Samuel Brownback, namun sayang, beliau meninggal di kongres tahun selanjutnya. Masalah etis terus timbul terhadap rekayasa chimera. Larangan terhadap percobaan chimera dengan sel manusia ini untuk mencegah  peningkatan jumlah penyakit zoonosis, selain itu penciptaan chimera terhadap manusia dan hewan memungkinkan penyakit dari hewan akan menjangkau manusia. Saat ini  belum ada upaya lebih lanjut terhadap perundang-undangan chimera.

Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 10

BAB III PENUTUP A. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pembentukan ternak chimera adalah sebagai berikut: 1. Chimera secara alami adalah hasil dari gabungan dua zygote (hasil pembuahan dari dua sperma dan dua sel telur yang berbeda) menjadi satu embrio. 2. Chimera bisa terjadi secara alami, contohnya pada kelahiran kembar, secara  buatan atau percobaan. 3. Secara finansial dengan ternak chimera dapat meningkatkan pendapatan. 4. Chimera memungkinkan embrio dari seekor hewan dititipkan pada hewan lain yang berlainan speciesnya dan menghasilkan hewan sesuai dengan yang diharapkan. Metode Chimera yaitu : a. Menargetkan gen untuk stem sel embrio Ilmuwan mengambil sel yang masih totipotensi dari blastokis sampel untuk disisipkan gen yang di targetkan. Sel tersebut kemudian dibiakkan.  b. Sel yang telah dibiakkan tadi dimasukkan kedalah blastokis sampel, kemudian  blastokis ini diimplantasikan ke dalam tubuh sampel betina. Keturunan yang dihasilkan adalah chimera. Jenis chimera : 1. Tetrachimera 2. Chimera partenogenesis 3. Chimera androgenetic 4. Microchimerism 5. Pasien transplantasi organ. Kasus chimera pada manusia umumnya terjadi secara alami, terjadi saat masa embrio.  Namun kasus chimera pada hewan ada yang terjadi secara alami, adapula yang merupakan rekayasa manusia. Kasus chimera pada tumbuhan biasanya terjadi secara alami, biasanya sifat chimera tanaman dapat terlihat langsung pada struktur morfologinya, namun ada pula sifat chimera yang  bersifat anatomis atau fisiologis sehingga tidak dapat dilihat langsung. Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 11

B. Penutup

Demikian makalah ini kami susun, mohon maaf apabila terdapat kekeliruan, kritik dan saran yang membangun kami harapkan untuk kemajuan kami. Wassalamualaikum. Wr. Wb.

Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 12

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2004. Riset Chimera Manusia Setengah Binatang. http://www.salib.net. Diakses tanggal 30 Desember 2016. Anonim. 2007. Gene Modification in Mice Introduction. https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2007/advanced.html. Diakses tanggal 2 Januari 2016 Anonim. Chimera. https://en.wikipedia.org/wiki/Chimera_(genetics)#Research. Diakses tanggal 2 Januari 2016 Anonim. Lydia Fairchild. https://en.wikipedia.org/wiki/Lydia_Fairchild. Diakses tanggal 2 Januari 2016 Diah Tri Widayati, 2009. Pengertian reproduksi. http://dt.widayati.net. Diakses tanggal 30 Desember 2016. Edwards, Stassa. 2015. One Person, Two Sets of DNA: The Strange Case of the Human Chimera. http://pictorial.jezebel.com/one-person-two-sets-of-dna-the-strange-case-of-thehu-1689290862. Diakses tanggal 27 Desember 2016. Faried, Ahmad, 2009. Chimera. http://io.ppij9epang.org/article. Diakses tanggal 30 Desember 2016. Gould, S.E. 2014. Guest Post: I Am My Mother’s Chimera. https://blogs.scientificamerican.com/lab-rat/guest-post-i-am-my-mothere28099schimera/. Diakses tanggal 29 Desember 2016.  Nagashima, Hiroshi et.all. 2016. Growing human organs in pigs. A dream or reality?. Theriogenology 86 (2016) 422 – 426. Tersedia [online] Sciencedirect.com. Diakses tanggal 29 Desember 2016.  Neurosci, J. 2009. A Chimera Analysis of Prestin Knockout Mice. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2801582/ Diakses tanggal 2 Januari 2016 Savitri, Wina. 2015. Asal-Usul, Perkembangan dan Propagasi Chimera. http://duniacyberwina.blogspot.co.id/2015/05/asal-usul-perkembangan-dan propagasi.html. Diakses tanggal 29 Desember 2016. Stephen. 2015. When DNA CAN Lie  –   Lydia Kay Fairchild. http://mymultiplesclerosis.co.uk/ep/lydia-kay-fairchild-chimera/. Diakses tanggal 2 Januari 2016

Makalah Perkembangan Teknologi Berbasis Embriologi “Chimera”  | 13