Manusia diciptakan Tuhan dengan berbagai kelebihan yang melekat padanya. Akal merupakan salah satu karunia Tuhan yang patut untuk disyukuri. Berkat akal manusia mengenal budaya, senantiasa berkarya, dan mengenal ilmu pengetahuan di alam raya.

Berbagai jenis ilmu pengetahuan mulai bermunculan dengan seiring berkembangnya jaman. Tentu itu buah karya kontempelasi akal manusia dan anugerah Tuhan. Salah satu ilmu pengetahuan yang sedang berkembang pesat di abad ini adalah bioteknologi.

Bioteknologi merupakan ilmu tentang bagaimana manusia memanfaatkan organisme hidup (hewan, tumbuhan, fungi, protista, bakteri dan virus) atau bagian dari organisme hidup guna menghasilkan produk atau jasa untuk kemaslahatan manusia.

Sejarah mencatat, pemanfaatan organisme hidup (mikroorganisme) untuk pembuatan makanan dan minuman fermentasi telah dikenal sejak sebelum masehi. Seperti halnya anggur, bir, vinegar, tuak dan yogurt telah diproduksi masyarakat kuno di Cina, Mesir, dan Eropa .

Apakah pemanfaatan organisme hidup seperti hewan dan tumbuhan juga termasuk dalam bioteknologi? Sesuai definisi yang penulis jelaskan di atas, jawabannya adalah iya. Jadi berternak hewan untuk dimanfaatkan daging dan susunya, menanam tumbuhan untuk diambil buah dan umbinya termasuk dalam kategori bioteknologi konvensional.

Namun, melihat dari perkembangan sejarahnya, bioteknologi lebih fokus terhadap pemanfaatan mikroorganisme seperti jamur, bakteri dan virus.

Perkembangan bioteknologi semakin pesat seiring dengan perkembangan ilmu rekayasa genetika (genetic engineering). Rekayasa genetika telah menjadi dasar penting dalam berbagai temuan yang berkaitan dengan bioteknologi. Rekayasa genetika meliputi dua hal dasar yaitu teknologi DNA rekombinan dan teknologi kloning (cloning).

Pabrik Kimia Terkecil

Salah satu contoh perkembangan rekayasa genetika dalam bioteknologi adalah ditemukannya ide pabrik kimia terkecil (the smallest chemical factory).

Sifat keingintahuan dan ketidakpuasan manusia melatarbelakangi setiap temuan baru, pun dengan ide pabrik kimia terkecil ini. Seberapa kecil ukuran dari pabrik kimia ini? dan bagaimana proses produksinya? Berikut ulasannya.

Luas sebuah pabrik kimia, normalnya mencapai ukuran hingga puluhan hektar. Pabrik yang satu ini hanya berukuran sekitar beberapa mikrometer saja. Sungguh perbandingan yang menakjubkan.

Pabrik ini adalah bakteri rekombinan. Namun tidak sembarang bakteri bisa menjadi pabrik kimia yang kita maksud dalam tulisan ini. Bakteri ini juga harus dalam jumlah tertentu untuk menghasilkan molekul kimia yang diinginkan.

Bakteri rekombinan merupakan bakteri yang telah direkayasa material genetiknya. Selanjutnya bakteri ditumbuhkan untuk melakukan proses perbanyakan (cloning). Uniknya, bakteri dikondisikan di wadah (fermentor) yang di dalamnya terdapat media berisi makanan dan juga antibiotik.

Salah satu contoh proses pabrik kimia terkecil ini adalah produksi insulin. Insulin yang merupakan protein hormon penting dalam mengatasi masalah penyakit diabetes. Secara alami insulin dihasilkan oleh sel beta-pankreas manusia. 

Guna pengobatan penyakit diabetes, awalnya manusia mengesktraksi insulin dari penkreas anak sapi yang masih muda. Hal ini tidak efektif karena harus dilakukan pembunuhan banyak anak sapi untuk mendapat konsentrasi insulin yang diinginkan.

Namun dengan adanya teknologi rekayasa genetika, insulin sekarang bisa diproduksi melalui bakteri rekombinan. Hal ini menjadi alternatif yang menjanjikan untuk pengobatan penyakit diabetes.

Gen (DNA yang menyandi protein) insulin telah diisolasi dan dilakukan pengurutan (squencing) DNA penyusunnya. Proses rekayasa genetika dimulai dengan mengisolasi mRNA (messenger RNA) penyandi insulin. Perkembangan teknologi saat ini, memungkinkan kita mensintesis DNA insulin sendiri dengan mengacu pada sequence DNA insulin pada gene bank.

Kemudian mRNA insulin diubah dalam bentuk cDNA (complementary DNA). Molekul cDNA ini akan disisipkan dalam sebuah vektor (kendaraan berupa DNA sirkuler) yang akan membawa gen penyandi insulin ke dalam sel bakteri sebagai pabrik kimia insulin.

Ketika kendaraan pembawa penumpang berupa gen tersebut berhasil masuk ke dalam pabrik berupa sel bakteri, maka proses berikutnya adalah gen insulin tersebut akan dikloning melalui proses replikasi bakteri dan diekspresikan untuk menghasilkan protein insulin seperti yang dihasilkan oleh sel beta-pankreas.

Sebelum protein insulin hasil produksi pabrik bakteri ini digunakan, dilakukan proses pemurnian (purifikasi). Hal ini merupakan proses hilir yang wajib dalam setiap produksi protein menggunakan bakteri rekombinan.

Gambar ilustrasi proses produksi insulin di pabrik kimia terkecil

Sungguh proses yang luar biasa. Lebih hebatnya, kita juga bisa memproduksi bahan kimia lainnya yang berguna seperti antibiotik, vaksin dan protein lainnya menggunakan sistem pabrik kimia terkecil ini.

Vaksin merah putih yang sedang dikembangkan oleh BRIN (LIPI dan Eijkman) juga berbasis DNA rekombinan. Dimana urutan DNA dari protein bagian dari SARS-CoV2 disintesis dan dikloning ke bakteri.

Bakteri rekombinan tersebut akan dikloning pada fermentor dan menghasilkan antigen berupa protein dari SARS-CoV2. Setelah dimurnikan, protein antigen tersebut siap digunakan sebagai vaksin ke manusia. Tentu setelah dilakukan proses uji in vivo di hewan coba dan uji klinis di manusia.

Ini hanya sebagian kecil dari wujud kekuasaan Tuhan. Berkat akal yang Tuhan karuniakan, maka muncul berbagai macam pengetahuan yang dapat dimanfaatkan manusia dalam kehidupan sehari-hari.