IDENTIFIKASI ANTISENSE KIR lncRNA YANG DIEKSPRESIKAN OLEH SEL PROGENITOR

Oleh : Wright et al, 2013
Review oleh : Maroloan Aruan – 21113023
---------------------------------------------------------------------
Ringkasan. Sel NK manusia mengekspresikan MHC kelas 1 yang merupakan reseptor permukaan sel yaitu, KIR (Killer Cell Imunoglobulin-like Receptor). Dari penelitian sebelumnya telah terbukti bahwa promotor distal yang berkonjugasi dengan promotor proksimal bidirectional (2 arah) yang berfungsi dalam untuk mengendalikan aktivasi selektif dari gen KIR. Kami melaporkan disini kehadiran dari sebuah promotor 2 intron pada beberapa gen KIR, menghasilkan transkrip antisense penyambung. Transkrib Long Noncoding RNA ini (lncRNA) mengandung antisense sekuen yang komplemen terhadap ekson KIR-coding 1 dan 2 seperti pada proksimal daerah promotor dari gen KIR. Promotor antisense ini mengandung sisi pengikatan Myeloid Zinc Finger 1 (MZF-1), sebuah faktor transkripsi yang ditemukan pada progenitor hematopoietic dan precursor Myeloid. lncRNA antisense KIR hanya bisa ditemukan pada sel progenitor atau sel lini pluripoten, yang menunjukan sebuah fungsi yang spesifik pada sel punca. Ekspresi berlebihan dari MZF-1 pada perkembangan sel NK yang mengarah pada penurunan ekspresi KIR yang konsisten dengan pengaturan untuk KIR antisense lncRNA pada pembungkaman ekspresi gen KIR pada awal perkembangan.

TINJAUAN PUSTAKA
Sel NK adalah komponen penting dari Sistem Imun Bawaan dengan kemampuan untuk mengeleminasi infeksi virus dan sel tumor tanpa harus memiliki kepekaan terlebih dahulu akan infeksi tersebut. Sel NK berjumlah 10% dari total limfosit di darah dan organ limfoid perifer. Sel NK mengandung banyak granula sitoplasma dan mempunyai penanda permukaan (surface marker) yang khas. Sel NK mempunyai berbagai reseptor untuk molekul sel pejamu (host cell), sebagian reseptor akan mengaktivasi sel NK dan sebagian yang lain menghambatnya. Reseptor pengaktivasi bertugas untuk mengenali molekul di permukaan sel pejamu yang terinfeksi virus, serta mengenali fagosit yangmengandung virus dan bakteri. Aktivitas Sitolitik dari Sel NK dimodulasi oleh kehadiran atau ketiadaan molekul MHC Kls.1 pada sel target. Sel NK menggunakan reseptor permukaan sel dari MHC kls.1 untuk mengevaluasi status sel target. Tipe utama dari reseptor kls.1 yang diekspresikan oleh sel NK manusia adalah keluarga sel pembunuh immunoglobulin-like receptor (KIR). Secara nyata, analog fungsional reseptor penghambat murine adalah anggota dari keluarga Lectin tipe-C (Ly49 Receptor Family). Penelitian sebelumnya mendemosntrasikan bhawa terdapat variasi ekspresi dari gen Ly49 dan KIR yang ditentukan oleh operasi pertukaran Stochastic pada promotor region. Batas kemampuan dari gen KIR dapat terekspresi secara berbeda yang dikendalikan oleh metilasi DNA pada promotor region proximal.
Data yang disajikan dalam penelitian ini mengungkapkan adanya transkrip antisense tambahan pada gen 2DL1/S1 dan 3DL1/S1. Overlap dari transkrip ini dengan proksimal antisense transkrip mengarah ke produksi sebelumnya dicirikan 28-basis Pirna dari RNA noncoding panjang ini (lncRNA), dan ekspresi ditegakkan dari antisense distal juga mengarah ke ekspresi KIR ditekan. Karakterisasi kami dari promotor dan transkrip menunjukkan aktivitas hanya dalam sel pluripoten, menunjukkan peran fungsional untuk transkrip antisense dalam membungkam awal lokus KIR.


HASIL PENELITIAN
a. Deteksi Transkrip KIR antisense distal
Percobaan dirancang untuk mendeterminasi sisi awal 5’ untuk transkrip KIRDL1 antisense proksimal yang dilakukan dengan RNA dari cel lini HEK293 sebagai kontrol non-NK. Untuk menentukan apakah antisense juga ditemukan pada Kls.3D dari KIR maka dirancang primer spesifik untuk gen KIR3DL1 yang juga digunakan untuk mengisolasi transkrip antisense dari gen KIRDL1/S1.
Dari Gambar 2 : (a).skema organisasi dari 50 region gen KIR ditampilkan. Kotak hitam mewakili elemen promotor, dan persegi panjang bernomor mewakili ekson. Garis mewakili transkrip KIR dengan orientasi mereka ditunjukkan oleh panah. Urutan ekson tambahan yang ditemukan di KIR2DL1 yang transkrip alternative. (b).urutan nukleotida daerah berisi KIR2DL1 distal antisense intron 2/exon 3 sambatan persimpangan dan ekson 1/intron 1 sambatan persimpangan KIR2DL1-the coding transkrip ditampilkan. Konsensus sambatan akseptor (antisense) dan donor sambatan (akal) urutan digarisbawahi dalam huruf tebal. Hasil dari penelitian ini adalah bahwa sisi awal transkripsional untuk antisense KIR2DL1 distal memiliki lokasi yang sama dengan intron yang kedua, 181 nukleotida downstream dari exon KIR-coding yang kedua (gambar 2a). Menariknya bahwa penerima splice untuk exon antisense final hanya 7 bp downstream untuk donor splice exon 1 dari transkrip sense KIR, menunjukkan bahwa sisi splice penentu sinyal atau splicing enhancer adalah berbagi.

b. Karakterisasi KIR elemen promotor 2 intron
Dalam rangka untuk mendapatkan informasi tentang ekspresi preferensial yang diamati antisense distal dari KIR pada populasi sel induk, maka akan diselidiki yang diduga promotor 2 intron pada daerah gen KIR2DL1 dan KIR3DL1. Dari gambar 2 : (a).panel kiri adalah representasi skematis dari KIR2DL1 intron 2 fragmen ditunjukkan dalam orientasi antisense. Posisi KIR2DL1 dan KIR3DL1 distal lokasi awal antisense transkripsi ditandai dengan garis vertical diberi label dengan tanda bintang. Panel kanan menunjukkan aktivitas luciferase dari pGL3 konstruksi yang mengandung fragmen digambarkan di sebelah kiri. Konstruksi yang transfected ke dalam sel HEK293 dan aktivitas luciferase relatif ditentukan 48 jam pasca-transfeksi. (b) Analisis KIR2DL1 aktivitas promotor distal (membangun 7 dalam) di berbagai jalur sel ditampilkan. Nilai rata-rata mewakili bar and error menunjukkan deviasi standar dari setidaknya tiga percobaan independen. Gambar 2a menjelaskan hasil transfeksi promotor KIR2DL1 konstruksi ke HEK293. Aktivitas promotor tertinggi terdeteksi pada fragmen yang berisi situs pengikatan pusat untuk faktor transkripsi myeloid seng jari 1 (MZF-1) yang diduga bersama-sama dengan C / EBP dan Situs MYC terletak hilir. Penambahan 50 urutan mengandung tambahan AML-1/MZF- gabungan diduga 1 atau elemen NF-kB/AML-1 mengakibatkan aktivitas menurun.

c. Analisis EMSA inti MZF-1 situs dalam ekstrak sel YT dan HEK293
Ekspresi berlebih MZF-1 menghasilkan pengurangan 75% dalam ekspresi KIR dibandingkan dengan sel kontrol EGFP atau sel GFP-negatif hadir dalam sistem kultur Efek ini konsisten dan secara statistic signifikan dalam semua donor diuji. RNA total adalah dipanen dari kontrol EGFP atau sel MZF-1-overexpressing dan digunakan untuk RT-PCR dengan set primer yang secara khusus memperkuat baik MZF-1 mRNA atau transkrip antisense distal. Seperti yang diharapkan, Tingkat MZF-1 mRNA meningkat dalam kultur transduced dengan virus MZF-1-mengekspresikan. Antisense Distal adalah terdeteksi dalam budaya MZF-1 yang mengandung tapi tidak terekspreasi pada kontrol populasi, seperti yang diamati sebelumnya.

KESIMPULAN
1.Ekspresi pemaksaan MZF-1 selama diferensiasi in vitro sel NK menghasilkan tingkat antisense distal yang terdeteksi dan menurunnya tingkat ekspresi KIR konsisten dengan aktivitas gen-silencing transkrip distal.
2.lncRNA antisense KIR hanya bisa ditemukan pada sel progenitor atau sel lini pluripoten, yang menunjukan sebuah fungsi yang spesifik pada sel punca.
3.Ekspresi berlebihan dari MZF-1 pada perkembangan sel NK yang mengarah pada penurunan ekspresi KIR yang konsisten dengan pengaturan untuk KIR antisense lncRNA pada pembungkaman ekspresi gen KIR pada awal perkembangan.
4.Antisense lncRNA KIR3DP1 Ini sangat terekspresikan dalam CD56-bright NK, tetapi tidak terdeteksi di dewasa NK sel. Mungkin transkrip antisense KIR3DP1 ini dihasilkan kemudian pada titik dalam perkembangan untuk memastikan bahwa pseudogene tersebut tetap dalam keadaan silent.

REFERENSI
Jurnal utama : Wright et al. 2013. Identification of a KIR antisense lncRNA expressed by progenitor cells. Lab of Experimental Immunology, SAIC-Frederick Inc. USA

Jurnal Pendukung : Held, Werner and Kunz, Be´ atrice. 1998. An allele-specific, stochastic gene expression process controls the expression of multiple Ly49 family genes and generates a diverse, MHCspecific NK cell receptor repertoire. Ludwig Institute for Cancer Research, University of Lausanne. Switzerland.

Referensi lain :
Radaev, Sergei and Sun, Peter D. 2002. Structure and Function of Natural Killer Cell Srface Receptor. National Institute of Allergy and Infectious Diseases. Maryland.
Nababan et al. 2007. Peranan Endothelial Progenitor Cell dalam Neovaskularisasi. Stem Cell and Cancer Institute, Kalbe Pharmaceutical Company, Jakarta, Indonesia.

Review : SELECTION, SCALE UP AND OPERATION OF BIOREACTOR

Souphaline Soulyavong, Maroloan Aruan, Fidyaningrum Anandita
Jurusan Bioteknolgi SITH ITB 2013

Ringkasan : Untuk dapat meningkatkan produk dari Bioreactor diperlukan adanya proses scale-up yaitu peningkatan skala produksi. Untuk menunjang proses scale-up ini maka perlu dilakukan proses seleksi terhadap bioreactor yang tepat untuk menunjang proses ini. Setelah proses seleksi bioreactor yang tepat selesai maka sistem operasi untuk bioreactor ini harus di optimasi.


Arahan :
a.Mengapa performa dari kultur fungi dalam pembuatan Antibiotik sangatlah berbeda pada perbandingan 10.000:1 dengan 10:1?
b.Bagaimana memindahkan skala produksi laboratorium ke skala industr?
c.Bagaimana proses seleksi bioreactor yang dilakukan?
d.Bagaimana proses optimasi yang dilakukan?


A. SELECTION
Pada awalnya mungkin akan sulit memahami mengapa performa kultur fungi pada skala 10.000:1 sangatlah berbeda dengan pada skala 10: 1. Jawabannya adalah tergantung dari bagaimana kita mengatur homogenitas kultur, perubahan pada perbandingan luas permukaan dan perubahan kultur itu sendiri selama pertumbuhannya pada skala yang lebih besar. Proses pemilihan dari bioreactor yang akan kita pakai dalam menumbuhkan mikroorganisme akan sangat penting untuk hal ini.

Jenis-jenis bioreactor dengan fungsi dasar, yaitu:
a. Reactor, dengan pengadukan internal secara mekanik.
b. Bubble Columns, yang mengadalkan masuknya gas ke dalam cairan.
c. Loop reactor, dimana pencampuran dan sirkulasi cairan diinduksi oleh gerakan injeksi gas atau oleh pompa mekanik atau kombinasi keduanya.


Bentuk umum dari persamaan matematika dari permodelan bioproses adalah sebagai berikut:
Local change in the reaction volume = local infloe-outflow (convective transport) – local inflow-outflow (diffusive transport)

Sementara variabel-variabel dari permodelan, yaitu:
1.Input variables (misal: laju alir)
2.Output variables (misal: tingkat penyerapan oksigen)
3.State variables (misal: konsentrasi)

Selain pemilihan struktur model yang benar, data eksperimen/percobaan kuantitatif yang tepat dengan menentukan parameter model sangat dibutuhkan dalam permodelan matematika pada bioproses.

Struktur dan Operasi Pabrik Bioproses
Secara umum, garis produksi pada industri bioproses dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu:
1.Pembuatan dan Pengolahan Bahan Baku
Sumber energi primer seperti uap dan udara bertekanan diubah menjadi energi proses. Proses produksi dimulai dari pembersihan/sterilisasi reaktor, mengisi reaktor dengan substrat, dan inokulasi dengan proses prakultur.
2.Kultivasi
Asumsikan pada proses batch, ketika konsentrasi sel dalam reaktor telah mencapai pada kondisi optimum, kaldu fermentasi diinokulasi untuk tahap selanjutnya.
3.Proses Kultivasi Medium pada Sektor Downstream
Terdapat banyak proses dan cara pengolahan, tergantung dari sifat dan jenis produk seperti apa yang diinginkan. Seringkali bahan baku dimodifikasi menggunakan bahan kimia tertentu untuk mendapatkan produk akhir dengan sifat tertentu.

Jenis dan Struktur Bioreaktor
Di dalam biorekator, harus lah menyediakan lingkungan fisika dan kimia yang sesuai, misalnya kondisi pH, suhu, konsentrasi substrat, dan memastikan kecepatan transportasi yang optimum dari substrat dan produk. Tujuan dari desain bioreaktor adalah untuk memberikan pencampuran yang baik untuk menghasilkan tingkat reaktan terlarut dan suhu yang tidak terlalu tinggi.

1 Stirred Tank Reactor sebagai contoh reaktor dengan masukan berupa energi mekanik
Biasa digunakan dalam proses pencampuran larutan ideal. Namun kerugian menggunakan jenis reaktor ini adalah daerah basis yang besar, dapat terjadinya pusaran air dan tegangan muka yang tinggi di dekat impeller/pengaduk.

2 Reaktor dengan masukan energi berupa udara bertekanan
Penggunaan energi udara terkompresi sebagai masukan daya yang paling efektif untuk reaktor yang sangat besar dengan volum mencapai 500 m3. Kenuntungan yang diperoleh adalah daerah basis yang rendah, desain sederhana, dan untuk pencampuran hanya membutuhkan energi yang tidak terlalu besar.

3 Reaktor Membran untuk Aerasi Gelembung
1.Fase Cair
Semua zat dan substrat yang digunakan untuk pertumbuhan atau sintesis produk dilarutkan atau disuspensikan dalam medium cair.
2.Fase Gas
Pada jenis ini, dapat dibagi menjadi fase gas terdispersi yang terkandung dalam gelembung-gelembung gas kecil dalam fase cair, serta fase gas yang disebut headface atau ruang kosong yang ada di antara larutan dengan kepala reaktor.
3.Fase Padat
Adanya fase padat dalam reaktor akan dapat sangat mempengaruhi hidrodinamika dan proses transportasi substrat dan produk karena adalnya tambahan resistensi difusi.
4.Fase Biotik
Kelompok-kelompok fungsional yang berbeda dari metabolisme sel untuk degradasi substrat, produksi energi, dan biosintesis bahan sel yang berhubungan erat satu sama lain oleh jaringan reaksi metabolik.

4 Mode Pengoperasian Bioreaktor bergantung pada arus medium atau atau reaktor dan pasokan oksigen
1.Batch Cultivation
Tidak ada pertukaran medium cair, semua substrat sudah terdapat dalam meduim dari awal.
2.Fed-Batch Cultivation
Digunakan ketika konsentrasi substrat harus tetap rendah untuk pertumbuhan atau pembentukan produk yang optimal. Komponen substrat harus selalu diumpankan ke dalam reaktor hingga pada kondisi tertentu.
3.Continuous Cultivation
Ada arus masuk permanen untuk substrat dan arus keluar untuk medium, termasuk sel dari reaktor. Biasanya aliran masuk dan keluar ememiliki kecepatan dan volum yang sama.
4.Cultivation with Cell Retention
Sel diambil dari reaktor bersamaan dengan medium dan produktivitas dapat ditingkatkan dengan menjaga biokatalis (enzim) di dalam reaktor.
5.Repeated or Cyclic Batch or Fed-Batch Cultivation
Dengan metode ini, produktivitas meningkat karena interval waktu tidak produktif dikurangi dan rata-rata konsentrasi sel dapat lebih tinggi dibandingkan dengan Batch Reactor.
6.Aerobic Processes
Bioreaktor disuplai dengan udara yang sudah dilengkapi dengan oksigen murni untuk memenuhi kebutuhan sel.
7.Anaerobic Processes
Desain reaktor ini dimanfaatkan untuk sel anaerob dimana oksigen merupakan racun, sehingga sebisa mungkin tidak ada kandungan oksigen di dalam reaktor. Gas yang biasa digunakan adalah karbondioksida (CO2).
8.Micro-Aerobic Processes
Digunakan untuk sel yang dapat mentolerir keberadaan oksigen, namun dengan konsentrasi yang sangat rendah. Tingkat aerasi, kecepatan pengadukan, dan konsentrasi oksigan harus sangat dikontrol.

CAPUNG

Serangga merupakan salah satu anggota kerajaan binatang yang mempunyai jumlah anggota terbesar. Hampir lebih dari 72% anggota binatang termasuk ke dalam Kelas Serangga (Daly et al., 1978 dalam Nugroho, 1994).
Serangga dapat dijumpai di berbagai daerah di permukaan bumi. Mereka hidup sebagai pemakan tumbuhan, pemakan serangga atau binatang lainnya, bahkan ada juga yang menghisap darah mamalia (Nugroho, 1994).
Secara morfologi, tubuh serangga dewasa dapat dibedakan menjadi tiga bagian utama, sementara bentuk pradewasa biasanya menyerupai moyangnya, hewan lunak beruas mirip cacing. Ketiga bagian tubuh serangga dewasa adalah kepala (caput), dada (thorax), dan perut (abdomen).


Lebih dari 800.000 spesies insekta sudah ditemukan. Terdapat 5.000 spesies bangsa capung (Odonata), 20.000 spesies bangsa belalang (Orthoptera), 170.000 spesies bangsa kupu-kupu dan ngengat (Lepidoptera), 120.000 bangsa lalat dan kerabatnya (Diptera), 82.000 spesies bangsa kepik (Hemiptera), 360.000 spesies bangsa kumbang (Coleoptera), dan 110.000 spesies bangsa semut dan lebah (Hymenoptera) (Anonim, 2009).


Serangga merupakan golongan hewan yang dominan di muka bumi sekarang ini. Banyak sekali serangga yang berharga bagi manusia. Mereka merupakan makanan bagi banyak burung, ikan dan hewan-hewan yang berguna, mereka bertindak sebagai pembersih yang berharga terhadap bangkai, mereka membantu mempertahankan hewan-hewan dan tumbuh-tumbuhan dalam keadaan terjaga, mereka berfaedah dalam bidang kedokteran dan dalam bidang penelitian ilmu pengetahuan. Sejumlah kecil serangga berbahaya dan menyebabkan kerugian-kerugian yang besar tiap tahun pada hasil-hasil pertanian dan produk yang disimpan, mereka dapat menularkan penyakit-penyakit yang secara serius mempengaruhi kesehatan manusia dan hewan-hewan lainnya (Borror, 1992).


Dalam kehidupan dan interaksinya dengan manusia, serangga memiliki beberapa peranan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan. Peranan serangga yang merugikan antara lain sebagai hama tanaman, sebagai parasit dan sebagai vektor penyakit. Meskipun serangga memiliki jumlah yang banyak dan peranan yang penting, namun masyarakat saat ini pada umumnya hanya melihat serangga sebagai hama dan perusak tanaman. Sehingga pemberantasan serangga dilakukan terus menerus (Borror, 1992).
Kurangnya keinginan masyarakat untuk memberikan perhatian pada kehidupan serangga dapat ditingkatkan dengan adanya museum yang menyajikan berbagai spesimen serangga dan memberikan keterangan tentang berbagai kehidupan serangga, salah satu contohnya adalah Museum Serangga dan Taman Kupu (MSTK) Taman Mini Indonesia Indah (TMII). Museum Serangga dan Taman Kupu TMII dapat dijadikan sebagai salah satu sarana pembelajaran kehidupan serangga untuk semua umur dan semua lapisan masyarakat.