Posted in Biologi

#18 Surprise: Programming Course

Aku kira kami akan main-main dengan Pymol lagi di lab ke-18 yang termasuk Group of Supramolecular Structure. Nyatanya, begitu sampai di gedung Advanced Research Center (FYI ini gedungnya sejauh 2 subway stations!), kami malah diminta untuk berpacaran dengan Python 2.6.

Tunggu..pacaran dengan ular? Tentu saja tidak 🙂 Python 2.6 adalah “one of the most popular programming languages” tulis Prof. Narita. Yep, hari ini kami belajar programming! Buatku pribadi, ini terdengar seru karena kita bisa main-main dengan logika. Walaupun, believe me, permainan logikaku nggak bagus 🙂

Agenda di hari pertama ini adalah:

  1. How to use “idle” for programming and interactive mode.
  2. Read chapter 2-5, input, run, and understand the programs in the text (btw the textbook is super thick!)
  3. Do exercises.

Agenda di hari-hari selanjutnya jg kurang lebih sama: read chapter this, this, and this, run and understand thr programs in text. And of course, do the exercises.

   
 

Sejujurnya, aku kurang paham mengapa kami yang anak jurusan Biologi murni ini diajari programming. Tapi, melihat title grup prof Narita, aku menyimpulkan bisa jadi salah satu kegiatan di labnya adalah melakukan programming untuk menganalisa atau merekonstruksi struktur tertentu. Setidaknya, hari ini kami benar-benar belajar sesuatu (baca: akhirnya otak kami dipaksa belajar juga) setelah sekian lama tenggelam dalam kuliah tentang penelitian-penelitian yang agak membosankan.

Advertisements
Posted in Biologi

#17: The Crispy CRISPR

Welcome to the laboratory course of Group of Development and Growth Regulation! Well, ini adalah lab ke-17 kami dengan durasi hanya 2 hari. Di lab course ini kami diberikan lectures dari empat sensei: Yoshioka sensei, Shin Sugiyama sensei, Yagi sensei, dan Kanamori sensei. Lecture-nya menyangkut penelitian para sensei tersebut.

Secara singkat, penelitian ke-empat sensei tersebut adalah sebagai berikut:

  • Yoshioka sensei: Peran plastida dalam regulasi siklus sel. Dalam penelitiannya, beliau menggunakan beberapa tumbuhan model seperti Arabidopsis thaliana  dan lumut.
  • Sugiyama sensei: objek penelitian beliau adalah sperma pada Drosophila. Sebenarnya bukan spermanya, tetapi lebih pada mitokondria pada sperma si Drosophila. Memangnya apa sih yang seru dari situ? FYI, sperma Drosophila (tapi saya nggak tahu species yang mana) mempunyai panjang up to 2 mm. Lebih panjang dari sperma manusia (4 kali lebih pendek) dan tentu saja lebih panjang dari tubuh lalat itu sendiri, Masya Allah! Di dalam ekor sperma Drosophila, teradapat sepasang mitokondria yang panjangnya juga sepanjang ekor sperma tersebut. Intinya, Sugiyama sensei tertarik untuk mengetahui lebih dalam morfogenesis (proses pembentukan) dan pertumbuhan si mitokondria raksasa.
  • Yagi sensei: Yagi sensei memiliki beberapa penelitian yang tentu saja masih berhubungan dengan growth and development. Beliau menggunakan Drosphila dan ulat sutera sebagai organisme model yang utama dalam penelitiannya. Karena judul penelitiannya susah-susah, saya jadi tidak terlalu ingat hehe. Yang saya ingat, beliau memiliki beberapa kerjasama dengan peneliti-peneliti dari institusi lain, termasuk dari RIKEN CDB.
  • Kanamori sensei: Beliau suka ikan, maka dari itu beliau menggunakan beberapa jenisikan sebagai organisme modelnya (ini saya nggk bohong loh). Fokus penelitian beliau adalah gonadal sex differentiation pada medaka (salah satu jenis ikan air tawar) dan K. marmoratus. Ikan yang saya sebutkan terakhir termasuk ikan yang unik, karena sebagian individu pada jenis ini adalah hermaprodit (memiliki alat kelamin ganda) dan mereka adalah self-fertilizing fish. Faktanya, sejauh yang Kanamori sensei tahu, belum pernah ada cerita ada K. marmoratus hermaprodit yang kawin dengan sesamanya alias ya sudah, anak-anakan dari kan tersebut keluar dari satu individu saja.

Agenda kedua di lab ini adalah membaca sebuah research paper dan mempresentasikannya. Topik yang ditugaskan kepada kami kali ini adalah CRISPR yang merupakan singkatan dari Clustered regularly interspaced short palindromic repeats. Pusing baca kepanjangannya? Aku juga 🙂 Aku pertama kali mendengar istilah ini dari Hibi sensei di lab beliau (lab #1). Beliau sebenarnya juga pernah menjelaskan sih, tapi tetap saja nampak rumit buat kami. Kedua kalinya mendengar istilah tersebut ketika kami diberikan tugas membaca paper tentang CRISPR pekan lalu.

Apa sih sebenarnya CRISPR ini?

CRISPR pada awalnya ditemukan pada bakteria dan archaea sebagai bagian dari acquired immunity system (sistem imun yang diperoleh), jadi bukan sesuatu yang bawaan. Pada manusia, contoh dari acquired immunity adalah ketika tubuh kita terpapar pada suatu patogen kemudian sistem imun kita membangun ketahanan terhadap patogen tersebut, sehingga ketika suatu saat terpapar lagi, kita sudah memiliki kekebalan tubuh yang lebih kuat. Nah, pada bakteria, penemuan ini bisa dibilang mencengangkan. Karena hingga CRISPR ditemukan, para peneliti tidak pernah mengira kalau bakteri memiliki acquired immunity.

Sistem ini bekerja pada bakteria dengan cara mengambil genom virus yang menyerang untuk pertama kali dan menyimpannya dalam genom bakteria sebagai data. Suatu saat ketika virus yang sama menyerangnya kembali, si bakteria sudah dengan siap dengan CRISPR-nya yang akan menghancurkan genom si virus. CRISPR memiliki beberapa tipe, salah satu tipenya telah dikembangkan menjadi sebuah teknik untuk memotong DNA pada sekuens (bagian) tertentu. Sebenarnya pengen banget menjelaskan sistem ini  lebih detail, tapi sepertinya next time insyaa Allah. Masih dikejar banyak targeeet sebelum kepergian ke luar pulau nanti tanggal 29, insyaa Allah.

Nah, bagi yang ingin tahu lebih dalam, bisa coba cari di Google dengan kata kunci “CRISPR/Cas9 atau CRISPR saja. Di bawah ini juga ada video yang menjelaskan dengan cukup baik 🙂

Ada yang ingin coba baca papernya?

Paper utamanya (dan yang ditugaskan pada kelompok ku) berjudul “A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity

Paper kedua, berupa review dan sedikit lebih mudah dimengerti – walaupun tetap susah bagi kami – berjudul “Development and Applications of CRISPR-Cas9 for Genome Engineering

Paper ketiga, sepertinya tentang penemuan CRISPR pada bakteria dan archaea, berjudul “CRISPR/Cas, the Immune System of Bacteria and Archaea

Ngomong-ngomong, kami tadi sudah selesai presentasi and we were so screwed. Alhamdulillah ‘ala kulli haal

Info lebih lanjut tentang Group of Development ad Growth Regulation Nagoya University bisa dilihat di sini

Posted in Biologi, Cat Warna

AB (Advanced Bioscience) Laboratory

Kenkyushitsu, kimatta (Sudah memutuskan mau lab mana)?) Tanya prof. Kamura sore kemarin. Lagi-lagi pertanyaan yang sama.

Mada desu. Tabun rai getsu. Tabun. (Belum. Mungkin bulan depan. Mungkin)” Jawab temanku, Masaki, sambil cengengesan – seperti biasa.

♦♦♦

Halo! Selamat datang di semester 6! Pertengahan semester 6 tepatnya. Di semester 6 ini kami tidak ada agenda eksperimen seperti semester-semester sebelumnya. Di sini, kami akan mengunjungi 25 lab yang salah satunya akan menjadi pelabuhan terakhir kami di tahun ke-4 nanti.

Di 25 lab tersebut, kami akan melakukan beragam aktivitas yang bisa memberikan kami (sedikit) gambaran mengenai kehidupan mahasiswa tahun ke-4 di masing-masing lab. Kegiatan-kegiatan tersebut antara lain: membaca paper penelitian, mempresentasikannya, atau berdiskusi tentang paper tersebut, melakukan eksperimen-eksperimen dasar yang tipikal di lab tersebut, berkeliling lab, dan menyimak lecture.

Insyaa Allah, dalam beberapa waktu ke depan aku akan menulis ringkasan kunjunganku ke setiap lab. Tapi, mungkin akan agak terlambat terutama untuk lab-lab yang sudah dikunjungi di awal semester. Ya barangkali ada yang berminat riset di Department if Biological Science-nya Nagoya Univ 🙂

Posted in Biologi

(Bukan) Tongkat-tongkat Cahaya (Bag 2-habis)

Ada apa dengan sel yang on dan off?

Ketika sel syaraf atau otot tereksitasi, kita menyebut keadaan tersebut sebagai keadaan on atau menjalarkan sinyal. Sedangkan ketika penghantaran sinyal dihambat (inhibisi), sel berada dalam keadaan off sehingga sel tidak berfungsi.

Dalam penelitian tentang fungsi otak, membuat sel tertentu dalam keadaan on atau off menjadi sangat penting. Mengapa? Karena dengan meng-on-kan sel peneliti dapat melihat fungsi apa yang diinisiasi atau disokong oleh sel tersebut. Sedangkan ketika sel dalam keadaan off atau kehilangan fungsinya, dengan mengamati perilaku atau fungsi yang hilang dari target maka kita dapat memahami fungsi penting dari sel tersebut.

Apa hebatnya?

Optogenetik yang dikembangkan oleh Deisseroth dan Boyden mendapatkan anugerah “Method of the Year” dari jurnal Nature. Optogenetik juga dielu-elukan dan diprediksikan akan membawa perubahan besar pada dunia neurosains, terutama aplikasinya pada penelitian tentang penyakit dan kesehatan. Memangnya apa hebatnya sih?

Tahukah teman-teman, bahwa dengan menggunakan optogenetik para ilmuwan dapat menghantarkan kontrol optik dengan presisi (spesifik pada tipe sel tertentu sesuai keinginan) dan kecepatan tinggi (skala milisekon).  Coba bandingkan dengan penggunaan elektroda yang ribet—menstimulasi semua sel dalam sirkuit tanpa membedakan jenis selnya—atau hantaran obat yang tidak spesifik serta lambat. Dengan kelebihan-kelebihan tersebut, para peneliti bisa dengan mudah melakukan observasi terhadap sistem yang kompleks seperti otak pada mamalia bergerak

Kekuatan cahaya di masa depan

Seperti yang telah didemonstrasikan oleh para ilmuwan, opsin mikroba ternyata dapat ditoleransi oleh otak mamalia hidup tanpa gangguan berarti. Oleh karena itulah, banyak penelitian optogenetik difokuskan pada penyakit syaraf.  Hal ini merupakan potensi yang menjanjikan untuk pengobatan penyakit syaraf seperti berikut ini:

-Epilepsi

Para ilmuwan meramalkan, di masa depan optogenetik dapat digunakan untuk menyembuhkan epilepsi (ayan). Sel-sel neuron yang mengalami kerusakan dan menyebabkan kejang dapat “dibungkam” dan dikontrol dengan opsin. Sejauh ini, percobaan telah dilakukan pada rodensia dan sedang diujicobakan pada primata.

-Memulihkan penglihatan

  Perbandingan retina normal (kiri) dan retina yang rusak karena retinitis pigmentosa (kanan). Sumber: http://www.visionaware.org/info/your-eye-condition/retinitis-pigmentosa/12

Perbandingan retina normal (kiri) dan retina yang rusak karena retinitis pigmentosa (kanan). Sumber: http://www.visionaware.org/info/your-eye-condition/retinitis-pigmentosa/12

Degenerasi retina yang diwarisi dari orangtua (inherited retinal degeneration) yang menyebabkan kebutaan total maupun parsial mempengaruhi 1 dari 3000 orang di seluruh dunia. Meskipun terapi obat tersedia bagi penyakit degeneratif terkait usia, tidak ada satu pun yang sudah terbukti dapat mengatasi penyakit yang dikarenakan genetik seperti retinitis pigmentosa. Hingga saat ini beluam ada pengobatan yang dapat mengembalikan penglihatan jika sel kerucut dan sel batang pada retina rusak. Dengan optogenetik para ilmuwan ingin memanipulasi sel ganglion pada retina sehingga sel tersebut dapat peka terhadap cahaya, menggantikan fungsi sel kerucut dan batang yang rusak.

Pemandangan yang dilihat oleh orang denganmata normal (kiri) dan penderita retinitis pigmentosa (kanan). Sumber: http://www.eyehealthweb.com/retinitis-pigmentosa/
Pemandangan yang dilihat oleh orang denganmata normal (kiri) dan penderita retinitis pigmentosa (kanan). Sumber: http://www.eyehealthweb.com/retinitis-pigmentosa/

Selain yang sudah disebutkan di atas, optogenetik juga diprediksikan dapat diaplikasikan untuk banyak hal lain seperti terapi gen, pemetaan fungsi otak, kultur sel, analisis jaringan syaraf, pengobatan Parkinson, dan lain-lain.  Nah, teman-teman bisa lihat kan kalau “tongkat-tongkat cahaya” kini bukan lagi khayalan khas dunia dongeng belaka. Hei, bukankah tuhan telah memberikan kita kemampuan untuk berpikir, memikirkan ciptaannya di alam semesta untuk dipelajari dan dimanfaatkan? Dengan motivasi tinggi dan semangat pantang menyerah beberapa khayalan di dunia dongeng akan mungkin menjadi kenyataan. Salah satunya, dialah optogenetik si (bukan) tongkat cahaya.

Bahan bacaan:

Hola! ini tulisan saya yang agak serius. Jika ingin membaca versi editannya, sila ditunggu di update berikutnya ya 🙂