Produksi Antiserum Poliklonal Sugarcane Streak Mosaic Virus Menggunakan Antigen Protein Selubung Rekombinan Hasil Ekspresi Gen Pada Escherichia Coli

Abstract

Sugarcane streak mosaic virus (SCSMV) adalah salah satu virus penting penyebab gejala mosaik bergaris pada tanaman tebu di Indonesia saat ini. Penyakit SCSMV dapat menyebar dengan cepat karena dapat menular secara mekanis melalui pisau potong saat penyiapan atau pemanenan bagal dan bersifat tular bagal. Antiserum komersial untuk mendeteksi dan memonitor perkembangan SCSMV di lapangan belum tersedia. Usaha penyediaan antiserum akan sangat bermanfaat dalam mendeteksi SCSMV secara serologi khususnya untuk penyediaan bagal tebu bebas virus. Penelitian ini bertujuan memproduksi antiserum poliklonal menggunakan antigen protein selubung SCSMV (CP-SCSMV) hasil ekspresi gen pada bakteri Escherichia coli. Gen CP-SCSMV diamplifikasi dengan RT-PCR menggunakan primer spesifik gen CP yang memiliki ujung situs enzim restriksi BamHI dan HindIII, kemudian amplikon dikloning pada vektor kloning pTZ57R/T dan dikonfirmasi melalui koloni PCR, isolasi plasmid, dan perunutan DNA. CP-SCSMV selanjutnya disubkloning ke vektor ekspresi pET-28a pada situs enzim restriksi BamHI dan HindIII membentuk rekombinan pET-SCSMV dan ditransformasi pada 2 strain bakteri ekspresi yaitu E. coli BL21(DE3) dan Rosetta-gami(DE3)pLysS. Optimasi ekspresi protein dilakukan terhadap konsentrasi IPTG (0.25, 0.50, 0.75, dan 1.0 mM), suhu inkubasi (25, 30, dan 37 ºC), dan waktu panen setelah diinduksi IPTG (3, 6, 9, 12, dan 18 jam). Protein hasil ekspresi selanjutnya dipurifikasi dan digunakan sebagai antigen untuk produksi antiserum poliklonal SCSMV pada kelinci strain New Zealand. Antiserum yang dihasilkan selanjutnya diuji sensitivitas dan selektivitasnya dalam mendeteksi SCSMV dengan 3 metode deteksi serologi yaitu AGPT, I-ELISA, dan DBIA. Gen CP-SCSMV berhasil diamplifikasi dengan primer spesifik CP-SCSMV. Gen CP-SCSMV berukuran 855 pb dan mengode 285 asam amino. Homologi nukleotida dan asam amino diantara 3 klon CP-SCSMV masing-masing mencapai 99.7% dan 100%. CP-SCSMV memiliki homologi sikuen nukleotida dan asam amino tertinggi masing-masing dengan isolat Indonesia (97.3%) dan Cina (98.9%). CP-SCSMV berhasil disubkloning pada vektor ekspresi dan terekspresi pada fraksi pelet (insoluble) bakteri E. coli BL21(DE3) dan Rosetta-gami(DE3)pLysS. Analisis SDS-PAGE menunjukkan pita protein yang berhasil terekspresi berukuran ±35.4 kDa yang merupakan fusi antara protein vektor ekspresi dan CP-SCSMV. Ekspresi gen CP-SCSMV optimal didapatkan pada suhu inkubasi 25 oC dengan konsentrasi IPTG 0.25 mM dan dipanen 9 jam setelah induksi IPTG pada E. coli BL21(DE3) sedangkan pada E. coli Rosetta-gami(DE3)pLysS, ekspresi gen CP-SCSMV optimal didapatkan pada suhu inkubasi 30 oC dengan konsentrasi IPTG 0.25 mM IPTG, dan dipanen 9 jam setelah induksi IPTG. Ekspresi gen protein rekombinan CP-SCSMV pada E. coli BL21(DE3) dan Rosetta-gami(DE3)pLysS dipengaruhi oleh faktor suhu dan waktu inkubasi. Peningkatan konsentrasi IPTG dan waktu vi inkubasi tidak selalu berbanding lurus dengan peningkatan ekspresi gen CP-SCSMV. Antiserum yang dihasilkan dari 2 ekor kelinci adalah ±72.5 mL. Antiserum SCSMV tidak dapat mendeteksi SCSMV dengan metode AGPT. Sensitivitas antiserum pada metode I-ELISA mencapai pengenceran antiserum 1:1000 dan pengenceran antigen 1:100. Uji serologi dengan metode DBIA lebih sensitif dibandingkan dengan deteksi I-ELISA yang ditunjukkan dengan sensitivitas antiserum yang mencapai 1:10 000. Antiserum poliklonal SCSMV yang diproduksi juga menunjukkan selektivitas yang cukup baik yang ditandai dengan tidak terdeteksinya SCMV pada metode I-ELISA. Antiserum SCSMV hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan untuk deteksi SCSMV secara serologi untuk memonitor perkembangan SCSMV di lapangan. Antiserum SCSMV ini juga dapat digunakan untuk deteksi awal SCSMV, khususnya pada kebun induk tebu sehingga diharapakan dapat memberi peran yang cukup besar dalam penyediaan bagal tebu bebas virus. Hal ini diharapkan dapat mencegah penyebaran SCSMV yang lebih luas. Pengembangan metode produksi antiserum dengan mengunakan protein rekombinan hasil ekspresi pada E. coli memberi peluang yang besar dalam produksi antiserum dalam jumlah yang besar dan kualitas yang baik.