Hai Sobat ElsAtu..! Bagaimana aktifitas kamu hari ini? Moga berjalan lancar dan kesuksesan senantiasa menyertaimu ya. Btw, kali ini LabSatu mau mengulas sosok yang concern dibidang protein engineering nih. ElsAtu sudah bertandang ke rumah beliau dan mengorek banyak informasi menarik yang inspiratif.
Mau tahu siapakah sosok protein engineer yang satu ini? Yuks simak hasil wawancara ElsAtu dengan beliau.
Lahir di Jakarta pada 24 Februari 1979 tidak lantas membuatnya betah hidup di Kota Metropolitan yang memang padat dan kerap dilanda macet. Baginya, tempat dimana kampus tercintanya berada merupakan kota ternyaman. Karena di kota ini beliau menemukan kesamaan konsep berpikir yang beliau sebut dengan critical mass.
Lulus sebagai sarjana biokimia Universitas Padjadjaran tidak menghentikan langkahnya begitu saja. Pada 2012, beliau menyelesaikan gelar doktornya di Masaryk University, Brno, Republik Ceko. Kini, beliau aktif mengabdi dengan meneliti tentang laktoferin dan mengajar di Fakultas Kedokteran UNJANI, lalu bersama dengan Bapak Elfahmi bertanggung jawab di Laboratorium Farmasi, ITB.
Selain itu, beliau juga menjadi tenaga bantu peneliti di Laboratorium Biokimia dan Kesehatan Pangan UNPAD, pernah juga menjadi Equipment Quality Consultant di IDB Project dan masih banyak lainnya.
Siapakah dia? Ada sobat ElsAtu yang tahu..? Dia adalah Dr. Khomaini Hasan yang ElsAtu temui di rumahnya, Bekasi pada Senin (02/05) lalu. Perbincangan ElsAtu kali ini begitu seru karena membahas banyak hal tentang protein dan mengenal lebih dalam tentang protein engineering. Simak lebih jauh yuk..
Sumber foto: Dok. Pribadi Dr. Khomaini Hasan
1. Apakah protein engineering? Kapan pertama kali istilah ini muncul dan bisa tolong jelaskan secara singkat tentang konsep protein engineering?
Istilah protein engineering atau rekayasa protein ramainya tahun 90-an awal, konteks rekayasa protein sudah ada sebelumnya. Rekayasa protein itu membuat sesuatu yang tidak berdasarkan asalnya dengan tujuan untuk memenuhi karakteristik-karakteristik dalam aplikasi secara umum.
Rekayasa itu ‘kan mengubah dari sesuatu menjadi ke sesuatu yang baru yang memiliki sifat lebih dari awalnya. Contoh mudahnya, misalkan kita hitam mencari dan menikah dengan yang putih sebagai bagian dari rekayasa agar anaknya kelak tidak hitam semua. Konsepnya adalah memperbaiki sesuatu yang awalnya ‘begini’ tapi kita ingin memiliki fungsi yang lebih dari kondisi awal maka kita ubah.
Sebenarnya tubuh kita adalah perekayasa. Misalnya perekayasa yang paling mudah itu adalah sistem imun. Tubuh kita memiliki sistem antibodi yang realtif sama, hanya yang membedakan adalah yang disebut daerah variabel atau area epitop yang menjadi pengenal antigen untuk kemudian membentuk antibodi yang sangat bervariasi. Fragmen Fab ini yang komponennya bervariasi dan menentukan sifat khas antibodi
.
Sumber gambar: ebioscience.com
Rekayasa protein sebenarnya ada di dua konteks, pertama apakah rekayasa dari sisi proteinnya dengan modifikasi pada proteinnya sendiri dan kedua rekayasa dari sisi genetiknya seperti delesi, inversi, mutasi dan lain-lain.
Rekayasa protein makin berkembang dengan mengubah strukturnya sedemikan rupa untuk menghasilkan fungsi lain yang lebih dari fungsi sebelumnya. Mengubah strukturnya, contohnya seperti protein HAMLET (Human Alpha-lactabumin Made Lethal to Tumor cells). Alpha laktalbumin sebenarnya merupakan protein biasa namun yang menjadi menarik adalah ketika dimodifikasi dengan membuka sedikit proteinnya dan ternyata bisa menjadi pembunuh kanker atau tumor. Protein ini biasa ditemui dalam ASI. Perubahan ini masuk dalam rekayasa protein dari segi strukturalnya.
Dan, ke arah yang lebih lanjut ada rekayasa dari segi media. Jadi protein tertentu diubah agar memiliki range toleransi yang lebih lebar, misalnya protein yang awalnya hidup, aktif atau bertahan pada kondisi pH tertentu atau medium air tawar tapi kita ubah menjadi dapat hidup dimedium lain. Rentang pH-nya panjang-kah, tahan panas-kah dan lain sebagainya.
Intinya dengan rekayasa protein diharapkan akan mendapatkan protein yang memiliki fungsi lebih dari fungsi yang sebelumnya. Inilah ‘keunikan’ protein engineering atau rekayasa protein yang dapat mengubah protein menjadi multifungsi atau memiliki fungsi lain dan diharapkan lebih baik.
2. Siapa pelopor lahirnya istilah protein engineering? Bagaimana sejarah awal masuknya ke Indonesia?
Rekayasa protein (protein engineering) diperkenalkan pertama kali oleh Kevin M. Ulmer (Ulmer, 1983). Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, rekayasa protein merupakan metode pengembangan protein dengan cara mendesain struktur protein sehingga mendapatkan sifat-sifat yang diinginkan. Perkembangannya, protein engineering sudah pada tahapan mengubah fungsi bukan lagi sekedar struktur, memahami fungsi, asam amino dan hal-hal lain yang sifatnya lebih sederhana.
Foto: Kevin M. Ulmer. Ph. D
Kalau perihal sejarah awal masuknya istilah protein engineering di Indonesia, saya kurang paham. Yang pasti memang sudah ramai sejak 90-an dan ada beberapa tokoh ilmuwan Indonesia yang bergerak diranah ini. Salah satu tokoh rekayasa protein Indonesia yang konsent dibidang biokimia protein yaitu Prof. Sudikdo lulusan S3 Belanda. Masih banyak tokoh lainnya yang ahli protein seperti Prof. Sutiyoso, Prof. Megi dan lain-lain.
Ada juga mahasiswa UNPAD sekaligus dosen saya semasa kuliah dulu. Namanya Abu Bakar Sidiq, mahasiswa UNPAD yang berhasil menemukan squens ribonuklease saat penelitian skripsinya. Luar biasanya, hasil penelitian itu mampu tembus jurnal internasional pertama yang dimiliki UNPAD pada tahun 60 atau 70an.
3. Pada Agustus tahun lalu (2015) ada pelatihan 2nd Workshop on Protein Purification and Characterization yang diadakan oleh Biosciences and Biotechnology Research Center (BBRC) ITB. Bisa tolong jelaskan tentang pemurnian protein dan pemurnian ini ada ditahapan sebelah mana dari rekayasa protein?
Pemurnian protein itu teknik atau ilmu tersendiri. Purifikasi protein lebih ke arah seni. Dimana purifikasi protein bermain dalam rekayasa protein? Purifikasi protein bermain dalam rekayasa protein ketika ingin mendapatkan protein yang lebih murni dengan mudah. Ada semacam penanda yang menunjang proses pemurnian. Misal amilase ditambah histidin biar bisa dimurnikan dengan nikel, disitulah protein engineering bermain.
Purifikasi protein bisa dilasifikasikan berdasarkan ukuran, karakteristik biokimia, stabilitas dan yang lainnya. Lalu dimana letak rekayasa proteinnya? Misalkan kita mau memisahkan klereng yang ada planetnya, agar lebih mudah dikenali dan dipisahkan maka kita menambahkan sebuah karet pada setiap klereng yang ada planetnya. Maka secara otomatis, semua klereng yang ada karetnya merupakan klereng planet. Rekayasa protein membantu sebagai penanda dan hal ini akan memudahkan dalam pemurnian.
4. Bagaimana aplikasi rekayasa protein dalam kehidupan baik secara nasional maupun global? Dan mungkinkah kelak Indonesia punya semacam “Protein Data Bank” sebagai sumber rujukan data-data struktur protein hasil ekspresi gen.
Mengenai protein data bank sudah ada di website punya Eropa: www.rcsb.org itu biasanya berhubungan dengan struktur protein. Di sana kita bisa mendapatkan berbagai informasi tentang protein seperti fungsi termasuk enzim di dalamnya. Misalkan tidak mau melakukan proses screening, bisa lihat di sana. Protein data bank ini bersifat konsorsium.
Manfaat rekayasa protein secara nasional bagaimana?
Usaha untuk implementasi ke industri sudah ada, hanya memang tantangannya adalah bagaimana meyakinkan pihak industri untuk menerima dan memakai hasil penelitian kita. Sepertinya penelitian vaksin flu berbasis epitop di UNPAD yang diharapkan kedepan dapat menyembuhkan jenis flu apapun. Menjadi vaksin flu universal. Kita tengah mengusahakan untuk diterima di industri.
Apakah termasuk flu burung?
“Diharapkan kedepan seperti itu,” kata Dr. Khomaini menunjukan harapan bagi keberlangsungan penelitian ini dan kedepan bisa dikembangkan.
Secara global, hampir seluruh protein di industri merupakan hasil rekayasa. Rekayasanya entah di metodenya-kah, fermentasi atau lainnya. Karena jika tidak direkayasa, secara ekonomi tidak menguntungkan untuk perusahaan. Dengan rekayasa, enzim atau protein akan memiliki range bertahan lebih luas. Tapi masalahnya, perekayasa protein di luar negeri banyak, sedangkan di kita banyak tapi rerata pada beralih bidang.
5. Kira-kira, tema atau materi (yang berkaitan dengan rekayasa genetika) seperti apa yang paling hangat untuk diangkat dalam penelitian saat ini? Mungkin bisa menjadi inspirasi para peneliti Indonesia.
Paling mudah adalah dengan mengeksplore biodiversitas. Kita ini negara kaya. Misalkan dengan mengisolasi suatu mikroba baru dan dapat menemukan protein atau enzim unik tentu sudah menarik. Misalnya screening mikroba penghasil enzim amilase dari selatan pampempek atau anyer. Atau cari lokasi yang eksotis seperti kawah, atau di kakaban dimana ada danau yang dikelilingi oleh laut. Hal yang seperti itu menarik untuk penelitian. Termasuk eksplorasi protein-protein dari biodiversitas dari tumbuhan tingkat tinggi seperti tanaman.
Misalnya, isolasi mikroba dari air liur komodo sayangnya bukan orang indonesia yang melakukan penelitian tersebut. Fenomena-fenomena alam itu sangat menarik. Atau mau ambil yang segi religi, bisa ambil penelitian tentang lebah dan madu yang berwarna-warni sebagaimana yang ada dalam Quran.
Untuk kampus yang tidak memiliki fasilitas yang memadai, bisa melakukan penelitian yang tidak memerlukan banyak biaya, yaitu dengan penelitian macam screening begini. Seperti misalnya penelitian alfa amilase tahun 1993 merupakan penelitian screening dari 191 isolat di Indonesia sehingga mendapatkan ada satu mikroba ragi yang dapat mendegradasi pati. Penelitian ini yang terus menerus dilakukan hingga kini.
Jadi penelitian tidak usah tinggi-tinggi. Eksplorasi biodiversitas kita, jangan sampai orang luar yang mendapat keuntungan dari kelebihan kita. Yang saya kwatirkan kita terlalu euforia dengan penelitian luar yang ingin bagaimana caranya mendapatkan uang sebanyak-banyaknya dari penelitian. Jadi peneliti itu jangan memikirkan untuk mendapatkan sebanyak-banyaknya uang yang penting cukup.
6. Menarik tentang protein alfa laktalbumin yang ada pada ASI. Bagaimana perkembangan kedepan tentang penelitian protein tersebut mengingat perannya dapat berfungsi membunuh kanker?
Sebenarnya yang paling tepat membicarakan ini bukan saya, tapi orang kalbe farma atau semacamnya. Tapi saya akan menjawabnya dari segi proteinnya. Kanker ini sangat menarik, sudah banyak pengobatan dengan terapi-terapi sinar, kemoterapi dan lain sebagainya. Saya juga tidak menutup mata dengan pengobatan fenomenal yang seperti Pak Warsito lakukan.
===================================
Baca Juga:
7 Ilmuwan Berpengaruh dalam Sejarah Genetika
Perbedaan Gelas Ukur dan Gelas Kimia
Nostalgia Alat Lab yang Pertama Dipakai dan Masih Terngiang Hingga Sekarang
===================================
Lalu protein bagaimana? Dalam hal ini, sudah ada protein yang memiliki kemampuan dan membantu dalam pengobatan kanker. Misalnya lihat saja protein antibodi terapoitik yang membantu membunuh kanker. Antibodi itu bentuknya Y kan ya, antibodi itu adalah protein. Orang tidak pernah sadar saja kalau antibodi itu adalah protein. Mereka lupa mengembalikan antibodi itu as protein. Saya hanya ingin katakan bahwa antibodi itu adalah protein dan tugas kita adalah mengembalikan fungsinya menjadi protein.
Jadi sekarang sudah ada terapoitik antibodi, namanya Neozuma yang merupakan salah satu antibodi yang digunakan untuk kanker. Artinya apa? Protein bisa digunakan untuk kanker.
Nah berbicara tentang alfa laktalbumin, pada ASI, konsep imun itu jalan. Konsep imun tidak hanya domain vaksin. Kalau kita bicara vaksin, harus paham imunologi. Berbicara tentang imunologi, maka harus mengerti tentang konsep antibodi-antigen dan berbicara tersebut maka sama saja berbicara protein.
Banyak orang salah memahami konsep tentang vaksinasi. Kalau saya tanya “Apa fungsi dari vaksin?” Jawaban mayoritas adalah untuk merangsang atau membentuk sel antibodi dan ini keliru. Tujuan dari vaksinasi bukan untuk membentuk antibodi tetapi untuk membentuk sel memori. Nah sel memori inilah yang akan menjadi starter untuk membentuk antibodi. Jadi, fungsinya adalah untuk menambah jumlah sel memori. Dan satu hal yang penting, antibodi adalah protein dan protein memiliki masa hidup tertentu. Dia akan terdegradasi jika habis masanya. Lalu apa yang tetap jadinya? Ya sel memorinya yang menetap dan menjadi starter kedepannya.
Dalam ASI itu ada lebih dari 200 jenis protein dengan konsentrasi serta fungsi yang berbeda dan munculnya pun berbeda berdasarkan kebutuhan dari si bayi selama menyusui. Ada lebih dari 100 jenis mikroba dalam ASI dan mikroba ini memiliki ‘penjaga’. Bandingkan dengan vaksin yang menginaktif mikroba, bukankah sama dengan konsep ASI? Apa yang membedakan? Yang membedakan adalah ASI lewat oral, gastro yang merupakan titik utama kesehatan. Ini konsepnya.
Dengan begitu, banyak fungsi protein tidak hanya laktalbumin. Hanya yang menarik dari HAMLET ini adalah dia bisa menjadi potongan-potongan peptida kecil dan potongan ini bisa berfungsi sebagai antibakterial atau antiviral.
7. Bagaimana dengan alat-alat yang dipakai dalam rekayasa protein?
Kerja dengan protein saya rasa paling murah, karena dia tidak butuh kit. Palingan buffer untuk elektroforesis. Kalau rekayasa protein dalam tataran gen, ya saya akui butuh kit dan PCR untuk kerja genetis. Menurut saya alatnya tidak mahal, yang mahal hanya di chemical-nya saja.
Paling alat yang dibutuhkan elektroforesis, water bath, buffer, tabung reaksi dan lain sebagainya. Kerja dengan protein, saya nilai tidak mahal. Kecuali memang untuk kerja protein yang membutuhkan penanganan khusus sehingga butuh kit tertentu.
Demikian hasil wawancara ElsAtu dengan Dr. Khomaini Hasan. Oia, beliau juga sempat memberikan testimoni tentang LabSatu (duh senangnya.. n_n) Menurut beliau, konsep LabSatu sebagai marketplace atau startup dibidang jual-beli alat laboratorium dan kesehatan secara online terbilang unik dan belum ada di Indonesia. Meskipun memang masih banyak hal yang perlu LabSatu kembangkan dan perbaiki.
Semoga wawancara ElsAtu kali ini bermanfaat dan bisa menginspirasi kamu yang ingin tahu lebih jauh dan sedang mencari tema penelitian dibidang protein engineering. Semangat meneliti dan menginspirasi!
