Bagaimana Penyuntingan Gen Dapat Melestarikan Keanekaragaman Hayati

Menyelamatkan Spesies dari Kepunahan

Destruction of habitats, over-hunting, and other ecological damages have pushed many species into extinction, or close to it. It is an inherent characteristic of the so-called “Anthropocene”, a new geological era marked by the dominance of mankind over the Earth’s ecosystems.

Penghancuran habitat, perburuan berlebihan, dan kerusakan ekologi lainnya telah mendorong banyak spesies ke arah kepunahan, atau sangat dekat dengannya. Ini merupakan karakteristik inheren dari yang disebut “Antroposen”, era geologis baru yang ditandai oleh dominasi manusia atas ekosistem Bumi.

Strategi konservasi tradisional seperti cagar alam, perlindungan hewan yang diburu, dan reproduksi di kebun binatang telah membantu menyelamatkan banyak spesies dari ambang kepunahan.

Namun, strategi ini biasanya berfokus pada penyelamatan spesies secara keseluruhan, dengan biasanya hanya kumpulan terbatas individu hewan atau tumbuhan, dibandingkan dengan populasi alami sebelumnya.

Hal ini memang dapat menyelamatkan sebuah spesies, tetapi tetap menyebabkan kehilangan besar dalam keragaman genetik. Hal ini dapat membuat spesies yang diselamatkan lebih rentan terhadap ancaman di masa depan, seperti perubahan iklim, penghancuran habitat, atau patogen.

Alternatif yang muncul adalah teknologi penyuntingan genom, yang memodifikasi bukan hanya satu gen tetapi sebagian besar genetika individu. Ini dapat membantu memulihkan keragaman genetik dalam populasi yang gen pool-nya telah mengalami bottleneck akibat peristiwa hampir punah.

Peneliti di University of East Anglia, University of Copenhagen, University of Kent, Mauritian Wildlife Foundation, Durrell Wildlife Conservation Trust, dan Colossal Foundation & Colossal Biosciences membahas pertimbangan etis, sosial, dan ekonomi dari teknologi ini dalam sebuah publikasi di Nature Reviews Biodiversity¹, dengan judul “Genome engineering in biodiversity conservation and restoration”.

Bottleneck Genetik

Populasi tumbuhan dan hewan dibagi menjadi spesies, dengan definisi umum bahwa spesies tidak dapat saling kawin.

Genetika sebuah spesies, bagaimanapun, bukanlah blok homogen, dengan banyak variasi genetik halus yang menghasilkan perbedaan intra-spesies dalam perilaku, penampilan, kapasitas, toleransi terhadap berbagai stres, resistensi terhadap penyakit, dll.

Ketika banyak individu yang membentuk spesies dibunuh atau gagal berkembang biak, sebagian keragaman genetik dapat hilang bersama individu-individu tersebut.

Hal ini menciptakan apa yang disebut ekolog sebagai bottleneck genetik, dengan banyak sifat hilang dan tidak lagi hadir pada anggota spesies yang bertahan.

Sumber: Naturalis Historia

Hal ini dapat menyebabkan tidak hanya berkurangnya keragaman genetik, tetapi juga konsentrasi beban mutasi berbahaya yang lebih tinggi, sebuah fenomena yang dikenal sebagai erosi genomik. Jika terlalu kuat, erosi genomik dapat menyebabkan kepunahan spesies, terlepas dari lingkungan dan sumber daya yang tersedia.

Dalam kasus yang kurang ekstrem, spesies yang bertahan mungkin tetap terganggu secara genetik, dengan ketahanan yang berkurang terhadap ancaman di masa depan seperti penyakit baru atau perubahan iklim.

Meskipun gen-gen yang hilang kini tidak ada pada individu yang hidup, mereka masih dapat ditemukan dalam sampel historis, biobank, dan spesies terkait.

Studi Kasus: Erosi Genetik pada Merpati Merah

Contoh spesies yang dibawa kembali dari ambang kepunahan adalah merpati merah Mauritius, burung yang berasal dari Pulau Mauritius di Samudra Hindia. Dari 10 individu yang bertahan, pembiakan dalam penangkaran dan pelepasan kembali ke habitat alami meningkatkan jumlah mereka menjadi 600 ekor.

Sumber: Genetic Engineering & Biotechnology News

Studi genetik pada merpati ini mengungkapkan bahwa erosi genomik dapat menyebabkan kepunahan dalam 50-100 tahun ke depan. Tanpa individu lain di penangkaran atau di alam liar, sebelumnya hal ini berarti upaya menyelamatkan spesies ini pada akhirnya sia-sia.

Jadi solusi baru diperlukan untuk merpati merah, serta banyak spesies terancam lainnya.

“Untuk memastikan kelangsungan hidup jangka panjang spesies yang terancam, kami berpendapat bahwa penting untuk mengadopsi kemajuan teknologi baru bersamaan dengan pendekatan konservasi tradisional.”

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Menemukan Gen yang Hilang

Banyak material biologis telah disimpan di museum dan databank biologis, terutama untuk spesies yang telah punah atau berisiko punah dalam beberapa dekade terakhir, setelah pentingnya DNA lebih dipahami oleh komunitas ilmiah.

Ini berarti bahwa meskipun individu yang membawa keragaman genetik ini mungkin telah meninggal puluhan atau bahkan ratusan tahun yang lalu, warisan genetik mereka masih ada di tangan manusia yang sama yang menyebabkan hilangnya gen-gen tersebut.

Sumber: Stephen Turner

Dengan analisis genom dan penyuntingan gen yang semakin mudah setiap hari, mengembalikan gen-gen penting ini ke dalam gen pool spesies terancam menjadi semakin menarik.

“Kita menghadapi perubahan lingkungan tercepat dalam sejarah Bumi, dan banyak spesies telah kehilangan variasi genetik yang diperlukan untuk beradaptasi dan bertahan. Rekayasa gen memberikan cara untuk memulihkan variasi tersebut.

Prof van Oosterhout – University of East Anglia

Kelompok peneliti menguraikan tiga aplikasi utama teknologi ini:

1. Mengembalikan variasi genetik yang hilang. Hal ini dapat dilakukan dengan mengembalikan melalui penyuntingan gen gen yang terdapat dalam sampel historis, tetapi tidak ada pada populasi modern yang bertahan.
2. Meningkatkan adaptasi. Gen yang diketahui terkait dengan sifat seperti toleransi panas atau resistensi patogen dapat diprioritaskan untuk meningkatkan tingkat kelangsungan hidup spesies dan kemampuan beradaptasi dengan lingkungannya, terutama di alam liar.
3. Pengurangan Mutasi Berbahaya. Penghapusan terarah mutasi berbahaya dalam populasi yang bertahan dapat meningkatkan kelangsungan hidup, kesehatan secara keseluruhan, dan tingkat reproduksi dalam jangka panjang. Hal ini terutama penting bagi individu yang nantinya akan dilepaskan kembali ke habitat alami mereka.

Risiko Rekayasa Genom

Risiko pertama adalah teknologi tidak berfungsi seperti yang diharapkan. Secara khusus, modifikasi genetik di luar target dapat menghasilkan mutasi tambahan yang berbahaya.

Fokus yang terlalu kuat pada memperbanyak reproduksi individu yang dimodifikasi untuk menyebarkan gen dan sifat yang diperkenalkan dapat secara tidak sengaja menyebabkan penurunan lebih lanjut dalam keragaman genetik.

Baru-baru ini, ekspresi atau efek tak terduga dari gen yang diperkenalkan kembali, terutama ketika hanya memperkenalkan sebagian kecil gen yang hilang, dapat menimbulkan sifat baru yang tidak diinginkan yang sebelumnya tidak pernah ada pada spesies. Hal ini dapat semakin merusak kemampuan spesies terancam untuk bertahan atau bahkan menyebabkan kerusakan ekologi jika diperkenalkan ke ekosistem yang lebih luas.

Untuk semua alasan ini, para ilmuwan merekomendasikan percobaan bertahap, skala kecil, dan pemantauan jangka panjang yang ketat terhadap dampak evolusi dan ekologi dari setiap proyek rekayasa genom.

Risiko lain adalah mengadopsi pola pikir “teknologi pertama” dalam konservasi, sementara intervensi genetik seharusnya hanya melengkapi dan tidak menggantikan restorasi habitat serta tindakan konservasi tradisional.

“Penyuntingan genom bukanlah pengganti perlindungan spesies dan tidak akan pernah menjadi solusi ajaib — perannya harus dievaluasi secara hati-hati bersama strategi konservasi yang sudah mapan sebagai bagian dari pendekatan yang lebih luas dan terintegrasi dengan perlindungan spesies sebagai prinsip utama.”

Associate Professor Hernán Morales of the Globe Institute.

Sinergi dengan “De-Extinction”

Dengan cara yang sama, rekayasa genom dapat memperkenalkan gen baru ke dalam populasi yang telah mengalami bottleneck, dan berpotensi memperkenalkan kembali spesies yang sepenuhnya punah. Ini adalah konsep yang disebut “de-extinction”.

Pendukung utama ide ini adalah perusahaan Colossal. Baru-baru ini mereka menjadi sorotan utama dalam berita dengan rekreasi parsial serigala dire.

Langkah selanjutnya bagi perusahaan ini adalah merekonstruksi mammoth berbulu.

“Kemajuan teknologi yang sama yang memungkinkan kami memperkenalkan gen mammoth ke dalam genom gajah dapat dimanfaatkan untuk menyelamatkan spesies yang berada di ambang kepunahan.

Merupakan tanggung jawab kami untuk mengurangi risiko kepunahan yang dihadapi hari ini oleh ribuan spesies.

Dr Beth Shapiro, Chief Science Officer at Colossal Biosciences.

De-extinction biasanya melibatkan pembuatan embrio spesies yang punah dan membiarkannya dibawa ke tahap akhir oleh spesies terkait. Surrogasi lintas spesies semacam ini saat ini sudah diterapkan untuk menyelamatkan badak putih.

Potensinya, metode yang sama juga dapat digunakan untuk spesies terancam dalam kombinasi dengan rekayasa genom, menghasilkan kemampuan untuk hampir “memproduksi massal” populasi dengan keragaman genetik yang lebih tinggi, seiring dengan individu alami yang dilindungi.

Secara keseluruhan, ide ini merupakan bagian dari dampak lebih luas yang dapat diberikan biologi sintetis pada upaya konservasi.

Sumber: iScience

Berinvestasi di Sektor BioTek

Ginkgo Bioworks: Pemimpin dalam Genomik Konservasi

Perusahaan ini memproduksi organisme sesuai permintaan untuk aplikasi tertentu. Ia telah mendiversifikasi aplikasinya secara luas dengan banyak program riset dan kemitraan:

• Kanabinoid
• produksi vaksin mRNA dan obat asam nukleat
• Protein makanan
• Produksi pupuk biologis dalam kemitraan dengan Bayer
• Mikroba dapat diprogram untuk penyakit usus
• Bioremediasi mikroplastik
• Biosekuritas dan deteksi patogen
• Daur ulang limbah dan kontaminan

It generates money by being first paid upfront for the development process and then through royalties on the finished product.

Perusahaan menghasilkan uang dengan menerima pembayaran di muka untuk proses pengembangan dan kemudian melalui royalti pada produk jadi.

Perusahaan ini berada di garis depan inovasi dalam merekayasa organisme baru dan mengembangkan teknik untuk hewan dan tumbuhan baru.

Hal ini menempatkannya pada posisi kuat untuk berpotensi berkontribusi pada upaya konservasi dan mengembangkan metode baru untuk memperbanyak spesies terancam, tidak hanya hewan besar tetapi juga tumbuhan dan bahkan mikrobioma. Ia dapat menjadi mitra kunci bagi program publik dan LSM lingkungan swasta untuk menerapkan strategi tersebut.

(Kami membahas perusahaan ini secara lebih detail dalam laporan khusus yang menjelaskan sejarahnya, teknologi unik, dan model bisnisnya.)

Berita dan Perkembangan Saham Ginkgo Bioworks (DNA) Terbaru

Studi yang Dirujuk

^{1. Van Oosterhout, C., Supple, M.A., Morales, H.E. et al.  Rekayasa genom dalam konservasi dan restorasi keanekaragaman hayati. Nat. Rev. Biodivers. 18 Juli 2025. https://doi.org/10.1038/s44358-025-00065-6}