• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Deteksi Ancaman Biologis & Bio-Teror Melalui DNA

Dari New York, Amerika Serikat (AS), Jumat (4/12/2015) kantor berita Associated Press (AP) merilis laporan : “Doctors see increase of rabbit fever in humans”. Tahun 1995-2015, berkisar 125 kasus penyakit tularemia di AS. Namun, tahun 2015, Centers for Disease Control and Prevention merilis laporan 235 kasus tularemia (‘demam kelinci’), khususnya sekitar 100 kasus di negara bagian Colorado, Nebraska, South Dakota, dan Wyoming di Amerika Serikat. Gejalanya antara lain  demam mendadak, sakit kepala, nyeri otot, nyeri sendi, dan badan lemes. Obatnya antibiotik; namun, Pemerintah AS khawatir tentang potensi jenis bakteri ini digunakan sebagai “an airborne bioterrorism weapon”—senjata bioterorisme.

Agustus 2017, ahli biothreat (ancaman biologis) Jean F. Challacombe, Segaran Pillai, dan Cheryl R. Kuske pada Los Alamos National Laboratory di Santa Fe, New Mexico (AS) merilis hasil riset bakteri Francisella, beberapa spesiesnya merupakan patogen ganas terhadap manusia, patogen ikan, patogen oportunistik bagi manusia, kutu endosimbion, dan isolat hidup-bebas di air payau (DOE/Los Alamos National Laboratory/Science Daily, 24/8/2017).

“Accurate discrimination among the virulent subspecies of F. tularensis and the environmentally abundant F. novicida and its relatives is absolutely critical for the future success of biological surveillance and attribution activities,” papar biolog Jean Challacombe, lead-author studi ilmiah yang dirilis oleh jurnal PLOS ONE edisi 2017 (Jean F. Challacombe, Segaran Pillai, Cheryl R. Kuske, “Shared Features of Cryptic Plasmids from Environmental and Pathogenic Francisella Species”, PLOS ONE, 2017). Jean Challacombe adalah ahli Comparative genomics; Bioinformatics algorithm and tool development; Data management, data processing, data integration; Metabolic pathway analysis and network modeling; dan Machine learning di Los Alamos National Laboratory, Amerka Serikat.

Jean F. Challacombe et al (2017) mengidentifikasi beberapa plasmid kriptik (cryptic plasmids) dengan stuktur linier atau sirkular DNA untai-ganda yang mampu berada di luar kromosomnya. Plasmid ini memberi fitur filogenetik dan genomik tambahan yang membedakan strain F. tularensis patogenik dari spesies tetangga terdekatnya dan yang bukan merupakan agen ancaman biologis (biothreat).

“Our work shows that of the more than 120 Francisella genomes that have been sequenced, only a few contain plasmids. This becomes a really useful signpost for researchers, adding genomic features that can prevent misidentification of bacterial relatives that happen to share an otherwise similar genetic profile. Only a few members of the Francisella genus carry plasmids; these include several F. novicida strains, and we found that all of the plasmids were apparently cryptic, encoding functions potentially involved in replication, conjugal transfer and partitioning, a few functions that could be important to environmental survival, and some hypothetical proteins to which a function could not be assigned,” ungkap biolog Jean F. Challacombe (DOE/Los Alamos National Laboratory, 24/8/2017)

Jean F. Challacombe et al (2017) mengurutkan genom sampel air laut di Teluk Galveston, Texas (seperti F. novicida), beberapa sampel klinis manusia (F. novicida AZ06-7470 dan F. oportunistica), air  hangat musim semi (F. novicida) dan satu bentuk isolat dari sistem AC (F. frigiditurris). Beberapa strain Francisella yang mengandung plasmid, diurutkan oleh tim ahli Genome Sciences pada Bioscience Division di Los Alamos, Amerika Serikat.

Hasil riset Jean F. Challacombe et al (2017) menyimpulkan : “While bacterial plasmids can carry traits that enhance the survival of host cells and influence bacterial evolution, cryptic plasmids encode few functions other than those needed to replicate and mobilize. With no obvious benefit to the host cells that carry them, cryptic plasmids are somewhat of an enigma. . . Our results comparing the cryptic plasmids in diverse Francisella genomes show that they are also found in clinical isolates. These results provide a new understanding of the phenotypic variability and complex taxonomic relationships among the known Francisella species, and also give us new plasmid features to use in characterizing related species groups.” (DOE/Los Alamos National Laboratory, 24/8/2017

Plasmid adalah molekul DNA kecil di dalam satu sel yang secara fisik terpisah dari DNA kromosom dan dapat bereplikasi bebas.  Beberapa plasmid tidak memiliki efek yang dapat diamati pada fenotip sel inang atau manfaatnya bagi sel inang tidak dapat ditentukan; jenis plasmid ini disebut plasmid kriptik (David Summers, 1996: 21-22).

Banyak genus Francisella tidak memicu risiko terhadap manusia dan ternak. Namun, F. tularensis adalah patogen zoonotis sangat virulen dari hewan ke manusia, penyebab tularemia. Karena upaya-upaya senjata bakteri pada Perang Dunia I dan II, maka jenis bakterinya juga dipertimbangkan sebagai “a first tier (most serious) biothreat agent’ atau ancaman biologis sangat serius level satu. Apalagi, tularensis sub-spesies F. tularensis, terutama khusus ditemukan di zona Amerika Utara dan sangat ganas, pemicu penyakit tularemia sehingga sulit bernafas, nyeri dada dan bisul kulit (Science Daily, 24/8/2017).

***

Biosains menjadi fokus riset Los Alamos, sejak upaya awal pengukuran dosis radiasi pada Manhattan Project dan Bioscience Division Las Alamos sejak lama terlibat dalam analisis biohazard, riset gen, dan pengembangan alat dan teknik tertentu seperti flow cytometry. Los Alamos National Laboratory—lembaga riset multidisiplin di bidang sains strategis untuk keamanan nasional AS—dioperasikan oleh Los Alamos National Security, LLC yang terdiri dari ahli-ahli pada Bechtel National, University of California (Lawrence Livemore National Laboratory/LLNL) sejak 1952, BWX Technologies, Inc. dan  National Nuclear Security Administration  pada URS Corporation for the Department of Energy (www.lanl.gov).

Los Alamos meningkatkan keamanan nasional AS dengan memastikan keselamatan atau keamanan dan keandalan cadangan nuklir AS, mengembangkan teknologi kendali ancaman senjata pemusnah massal, dan memecahkan masalah energi, lingkungan, infrastruktur, kesehatan, dan keamanan global. Los Alamos adalah lokasi paling rahasia tempat desain bom akhir 1942 di AS yang sekarang menjadi Oak Ridge dan Hanford untuk produksi bahan bakar bom uranium dan plutonium. Awal abad 21, Los Alomos termasuk satu pusat sains dan teknologi dunia melalui riset multidisiplin bidang keamanan nasional, eksplorasi ruang angkasa, fusi nuklir, energi terbarukan, obat, nano-teknologi, dan superkomputer.

Tahun 2005, tim ahli pada University of Rochester Medical Center (URMC) di Amerika Serikat menerima hibah sebesar 10 juta dollar AS biaya riset persiapan AS menghadapi serangan bioteroris berbasis virus atau bakteri. Hingga September 2005, total URMC menerima hibah Pemerintah AS sebesar 41 juta dollar AS guna meningkatkan penanganan medis darurat anti-teror pasca serangan radiasi ‘dirty bomb’ (University of Rochester Medical Center, 8/11/2005).

“The infection simulator would allow us to think like would-be bioterrorists, testing in cyberspace how the body responds to viruses that have been engineered to be even deadlier. We must plan ahead for potential attacks, that if not countered, could cause a global epidemic that takes tens of millions of lives. Should bioweapons never be used, the work better prepares us for a future attack by nature itself, perhaps in the form of a bird flu pandemic,” ungkap Profesor Hulin Wu, Ph.D., Ketua Department of Biostatistics and Computational Biology, dan direktur Center for Biodefense Immune Modeling, University of Rochester Medical Center tahun 2005-2015) (University of Rochester Medical Center, 8/11/2005).

Riset dan pemodelan antisipasi bioteror (2005-2015) itu juga melibatkan sejumlah imunolog antara lain Martin S. Zand, M.D., Ph.D., direktur medis Kidney and Pancreas Transplant Programs pada Medical Center dan co-director pusat pemodelan sistem imun, John Treanor, M.D.; David Topham, Ph.D.; Tim Mosmann, Ph.D.; Xia Jin, M.D., Ph.D.; dan Brian Ward, Ph.D; Profesor Hulin Wu; ahli komputer Andrei Yakovlev, M.D., Ph.D.; Hua Liang, Ph.D.; Jingming Ma, Ph.D.’ dan Ollivier Hyrien, Ph.D; Alan Perelson, Ph.D., pada Los Alamos National Lab serta Richard Webby, Ph.D. dari Research Hospital  di St. Jude Children, Memphis (AS), sebagai konsultan (University of Rochester Medical Center, 8/11/2005). 

Oleh: Servas Pandur