Identifikasi dan Analisis Ekspresi Gen GCK serta IGF-1 pada Ikan Gurami yang Diberi Pakan Berbeda

Abstract

Pemanfaatan karbohidrat sebagai sumber energi pada ikan memiliki banyak tantangan, khususnya terkait enzim dalam metabolisme karbohidrat. Ikan gurami Osphronemus goramy diketahui dapat memanfaatkan karbohidrat lebih baik dibandingkan ikan lainnya, namun informasi terkait gen yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat pada ikan gurami masih terbatas. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi sekuens parsial gen glukokinase (GCK) dan mengevaluasi tingkat ekspresi gen GCK dan insulin-like growth factors-1 (IGF-1) pada ikan gurami yang diberi pakan berbeda (pakan komersial dan daun sente). Uji toleransi glukosa juga dilakukan untuk mengetahui respons gen GCK dan IGF-1 dalam homeostasis glukosa plasma. Ikan gurami diberi pakan perlakuan berupa pakan komersial (protein 31,86%, bahan ekstrak tanpa nitrogen [BETN] 46,91%) dan daun sente Alocasia macrorrhiza (protein 25,56%, BETN 39,63%). Setelah 8 minggu perlakuan pakan, ikan gurami dipuasakan selama 48 jam dan sampel berupa organ hati, usus, pankreas, otot, otak, limpa dan jantung diambil dari masing-masing perlakuan. Selanjutnya ikan dibagi menjadi empat kelompok untuk uji toleransi glukosa, yaitu kontrol 1 (satu kali injeksi 0,1 mL larutan fisiologis NaCl 0,9%), GLU (injeksi dengan glukosa 1 g kg-1 bobot tubuh), kontrol 2 (dua kali injeksi 0,1 mL larutan fisiologis NaCl 0,9%) dan INS+GLU (injeksi insulin 2 IU 100 g-1 bobot tubuh-glukosa 1 g kg-1 bobot tubuh). Identifikasi gen GCK dilakukan dengan metode polymerase chain reaction (PCR) dari jaringan hati dan dilanjutkan dengan kloning gen dan sekuensing. Kadar glukosa darah diukur pada jam ke-0 (sebelum), 6, 12, dan 24 pascapemberian pakan uji (postprandial) serta pada jam ke-0 (sebelum), 6 dan 18 pascainjeksi pada uji toleransi glukosa. Analisis ekspresi gen GCK dan IGF-1 dilakukan dengan metode real-time PCR (qPCR) dari jaringan hati pada jam ke-0 (sebelum), 6 dan 18 pascainjeksi. Sekuens parsial gen GCK ikan gurami telah berhasil diidentifikasi untuk pertama kalinya dari jaringan hati dengan ukuran 1.762 bp. Sekuens tersebut memiliki kemiripan yang tinggi dengan gen GCK ikan lainnya (homologi tertinggi 96,3% dengan Anabas testudineus). Kadar glukosa darah ikan gurami mengalami perubahan secara signifikan pada jam keenam postprandial pakan komersial, sedangkan ikan yang diberi daun sente tidak mengalami perubahan secara signifikan. Injeksi GLU hanya menyebabkan perubahan kadar glukosa darah secara signifikan pada perlakuan pakan komersial, sedangkan injeksi INS+GLU menyebabkan perubahan secara signifikan pada kedua perlakuan. Tingkat ekspresi gen GCK and IGF-1 pascaadaptasi pakan dan pascauji toleransi glukosa menunjukkan pola yang berbeda. Ekspresi gen GCK tertinggi pada ikan gurami yang diberi pakan komersial terdapat pada jaringan hati sedangkan pada ikan yang diberi pakan daun sente ekspresi tertinggi terdapat pada jaringan usus. Ekspresi gen GCK pada perlakuan pakan komersial meningkat secara signifikan 6 jam pascainjeksi GLU, namun menurun secara signifikan pascainjeksi INS+GLU pada kedua perlakuan (P<0,05). Ekspresi gen IGF-1 tertinggi ditemukan di jaringan hati dengan pola ekspresi yang sama pada kedua perlakuan. Ekspresi gen IGF-1 pascainjeksi GLU dan injeksi INS+GLU mengalami penurunan secara signifikan pada jam keenam pascainjeksi (P<0,05). Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa gen GCK pada ikan gurami Osphronemus goramy telah berhasil diidentifikasi dan dikloning untuk pertama kalinya dari jaringan hati dengan tingkat kesamaan yang tinggi dengan spesies ikan lainnya. Tingkat ekspresi gen GCK dan IGF-1 pada berbagai jaringan dipengaruhi oleh jenis pakan yang diberikan (pakan komersial dan daun sente). Pemberian pakan berbeda juga memengaruhi tingkat ekspresi gen GCK dan IGF-1 pada uji toleransi glukosa. Dengan demikian, gen GCK dan IGF-1 berperan penting dalam metabolisme karbohidrat pada ikan gurami.