Oleh : drh Tri Guntoro, MP

Medik Veteriner, Bvet Lampung

 

Teknik chimera pada ayam memiliki berbagai kegunaan yang sangat penting dalam penelitian biologi, genetika, dan kedokteran. Berikut adalah beberapa kegunaan utama teknik ini:

1. Studi Biologi Perkembangan

Teknik chimera memungkinkan peneliti mempelajari bagaimana sel-sel tertentu berkembang dan berdiferensiasi menjadi berbagai jaringan dan organ. Dengan menciptakan chimera, peneliti dapat melacak asal-usul sel dan melihat bagaimana mereka bergerak, berinteraksi, dan berperan dalam pembentukan struktur tubuh.

• Contoh: Memahami migrasi neural crest cells yang penting dalam perkembangan sistem saraf, kulit, dan organ-organ lainnya.
•  

2. Penelitian Genetika

Teknik chimera dapat digunakan untuk memahami peran gen-gen tertentu dalam perkembangan dan fungsi biologis. Dengan menggunakan sel-sel dari dua individu yang berbeda secara genetik, peneliti dapat mengamati interaksi antara gen-gen tersebut.

• Contoh: Menguji peran mutasi genetik pada perkembangan spesifik jaringan atau organ.

 

3. Model Penyakit dan Kelainan Genetik

Ayam chimera dapat digunakan sebagai model untuk mempelajari penyakit genetik atau kelainan perkembangan. Dengan menggabungkan sel normal dan sel mutan, peneliti dapat mengamati bagaimana mutasi genetik memengaruhi fungsi seluler dan bagaimana kelainan tersebut dapat berkembang menjadi penyakit.

• Contoh: Membuat chimera dengan sel yang membawa mutasi untuk penyakit tertentu, seperti gangguan perkembangan sistem saraf.

 

4. Studi Transplantasi dan Toleransi Imun

Penelitian chimera pada ayam dapat digunakan untuk mempelajari bagaimana tubuh bereaksi terhadap transplantasi jaringan dari sumber genetik yang berbeda. Hal ini dapat memberikan wawasan tentang toleransi imun dan bagaimana sistem kekebalan tubuh merespons sel-sel asing.

• Contoh: Studi tentang transplantasi organ atau terapi sel pada hewan model sebelum diimplementasikan pada manusia.

 

5. Pengujian Terapi Genetik

Ayam chimera dapat digunakan untuk menguji terapi genetik dengan cara menyuntikkan sel-sel yang telah dimodifikasi secara genetik ke dalam embrio ayam. Ini membantu peneliti mempelajari efek terapi gen dalam organisme hidup sebelum diterapkan pada spesies lain.

• Contoh: Menggunakan ayam chimera untuk menguji efektivitas penggantian gen dalam mengoreksi mutasi yang menyebabkan penyakit genetik.

 

6. Mempelajari Interaksi Seluler

Teknik chimera memungkinkan peneliti mempelajari bagaimana sel-sel dari dua sumber genetik yang berbeda berinteraksi satu sama lain selama perkembangan. Ini sangat penting untuk memahami bagaimana sinyal antara sel memengaruhi pola perkembangan tubuh.

• Contoh: Penelitian tentang interaksi epitel-mesenkim dalam perkembangan organ seperti jantung atau ginjal.

 

7. Pengembangan Vaksin dan Studi Imunologi

Teknik chimera dapat digunakan untuk mempelajari respons imun terhadap infeksi atau vaksinasi. Dengan menciptakan ayam chimera yang memiliki dua sistem kekebalan berbeda, peneliti dapat mempelajari bagaimana sistem imun merespons patogen atau vaksin.

• Contoh: Mempelajari cara kerja sistem kekebalan ayam terhadap virus flu burung atau penyakit menular lainnya.

 

8. Penelitian Evolusi dan Spesiasi

Ayam chimera juga digunakan untuk mempelajari perbedaan genetik dan perkembangan antara spesies yang berbeda. Dengan membuat chimera dari spesies ayam yang berbeda atau antara ayam dan unggas lain, peneliti dapat mempelajari evolusi genetik dan perkembangan.

• Contoh: Membandingkan perbedaan perkembangan antara berbagai ras ayam atau unggas lain.

 

9. Penciptaan Hewan Transgenik

Teknik chimera dapat digunakan sebagai langkah awal dalam penciptaan hewan transgenik, yaitu hewan yang memiliki materi genetik dari spesies lain. Dengan menggunakan chimera, peneliti dapat memeriksa apakah sel yang dimodifikasi secara genetik dapat berkembang dengan baik dan mewariskan gen tersebut ke generasi berikutnya.

• Contoh: Menggunakan ayam chimera untuk menanamkan gen fluoresen atau gen tertentu yang diperlukan untuk penelitian ilmiah.

 

10. Pemuliaan Unggas

Dalam industri peternakan, teknik chimera dapat membantu dalam penelitian genetika ayam untuk meningkatkan karakteristik unggas, seperti ketahanan terhadap penyakit, produktivitas telur, atau kualitas daging. Dengan memahami dasar genetika dan interaksi sel dalam ayam chimera, ilmuwan dapat merancang metode pemuliaan yang lebih efektif.

• Contoh: Mengembangkan strain ayam yang lebih tahan terhadap penyakit atau memiliki peningkatan produksi telur.

Teknik chimera pada ayam sangat berguna dalam berbagai bidang ilmu, dari biologi perkembangan hingga terapi genetik. Dengan menggunakan teknik ini, peneliti dapat mengamati interaksi sel, mempelajari penyakit, dan mengembangkan terapi atau vaksin baru, yang semuanya penting untuk kemajuan sains dan kesehatan. Adapun salah satu teknik yakni penggunaab telur ayam bertunas sebagai berikut:

Teknik chimera menggunakan telur ayam berembrio melibatkan manipulasi embrio ayam yang sedang berkembang untuk menghasilkan individu dengan campuran dua atau lebih populasi sel yang memiliki genetik berbeda. Teknik ini sering digunakan dalam studi genetika, perkembangan embrio, dan bioteknologi.

Berikut adalah tahapan umum dalam membuat chimera menggunakan telur ayam berembrio:

1. Persiapan Telur Berembrio

Telur ayam yang sudah dibuahi diinkubasi selama 24–48 jam hingga mencapai tahap perkembangan tertentu, biasanya pada tahap blastoderm (tahap awal perkembangan di mana embrio hanya berupa lapisan sel yang belum terdiferensiasi menjadi organ atau jaringan).

2. Pemilihan Donor dan Penerima

Untuk membuat chimera, embrio dari dua telur ayam yang berbeda dipilih:

• Embrio Donor: Embrio ini akan menyumbangkan sel yang akan dimasukkan ke dalam embrio lain.
• Embrio Penerima: Embrio ini akan menerima sel dari donor dan menjadi individu chimera.

3. Pengambilan Sel dari Donor

Pada tahap blastoderm, beberapa sel dari embrio donor diambil dengan menggunakan teknik mikroskopis. Teknik yang sering digunakan meliputi:

• Transplantasi Sel: Sel-sel embrio donor diambil dengan jarum mikropipet.
• Potongan Jaringan: Dalam beberapa kasus, potongan kecil jaringan dari embrio donor dapat diambil untuk dimasukkan ke embrio penerima.

4. Injeksi Sel ke Embrio Penerima

Sel-sel yang diambil dari embrio donor kemudian disuntikkan atau ditransplantasikan ke embrio penerima. Lokasi penyuntikan tergantung pada bagian mana yang ingin dipelajari atau diubah. Proses ini dilakukan dengan hati-hati menggunakan mikromanipulator di bawah mikroskop.

5. Penutupan dan Inkubasi

Setelah sel dari donor berhasil disuntikkan ke dalam embrio penerima, telur penerima ditutup kembali. Cangkang telur yang telah dibuka bisa ditutup menggunakan film plastik atau selotip steril untuk mencegah kontaminasi dan dehidrasi. Setelah itu, telur diinkubasi kembali untuk melanjutkan perkembangannya hingga menetas.

6. Analisis Hasil

Setelah ayam chimera menetas, penelitian dilakukan untuk menganalisis kontribusi sel donor pada berbagai jaringan. Metode analisis biasanya mencakup teknik-teknik seperti pewarnaan sel, analisis DNA, atau penggunaan penanda fluoresen (misalnya, sel donor yang ditandai dengan protein fluoresen hijau/green fluorescent protein, GFP).

7. Aplikasi dan Penggunaan

• Penelitian Biologi Perkembangan: Teknik chimera digunakan untuk mempelajari migrasi dan diferensiasi sel selama perkembangan embrio.
• Studi Genetika: Dengan menggunakan sel dari garis genetik yang berbeda, peneliti bisa mempelajari interaksi antar-gen dan pengaruhnya terhadap perkembangan.
• Studi Penyakit: Teknik ini juga digunakan untuk memodelkan penyakit atau kelainan genetik tertentu dalam penelitian biomedis.

Tantangan dan Kendala

• Teknik yang Rumit: Pembuatan chimera memerlukan keahlian dalam teknik mikroskopis dan manipulasi embrio.
• Tingkat Keberhasilan: Tidak semua injeksi atau transplantasi sel berhasil berkembang dengan baik, sehingga tingkat keberhasilan bisa bervariasi.

Teknik chimera pada telur ayam berembrio ini memberikan alat yang sangat berharga untuk mengeksplorasi dinamika perkembangan, interaksi sel, dan mekanisme genetik dalam biologi vertebrata.