Omics strategy

1. Dipersentasikan oleh:
Wiwin Kusuma Atmaja
Putra
SEKOLAH PASCASARJANA
IPB UNIVERSITY
2022

2. PENDAHULUAN
• Permasalahan di akuakultur salah
satunya adalah penyakit ikan.
• Penyebaran penyakit yang luas,
penanganan pengobatan masih
menjadi kendala, maka upaya
identifikasi gen, protein, hasil
metabolis yang bertanggung jawab
secara molekuker penting
dilakukan.
• Sebagai gambaran tindakan
pencegahan dari serangan penyakit
serta meningkatkan imunitas ikan

3. FISH PATOGEN
► Tiga patogen utama menimbulkan kerusakan paling besar pada industri akuakultur dengan berkontribusi
pada kasus kematian ikan massal: bakteri, virus, dan parasit.
► Patogen penyebab vibriosis berasal dari bakteri Gram negatif spesies Vibrio, yang meliputi Vibrio
parahaemolyticus, Vibrio alginolyticus, Vibrio vulnificus, Vibrio carchariae, Vibrio anguillarum, Vibrio
ordalii, Vibrio harveyi, Vibrio mimicus, dan banyak lagi dari keluarga Vibrionaceae [16,20,21].
► Selain infeksi bakteri, virus juga memainkan peran penting dalam meningkatkan angka kematian ikan
budidaya. Virus membentuk sebagian besar keragaman genetik karena mereka adalah bentuk
kehidupan paling melimpah yang ditemukan di laut [44]. Kehadiran mereka yang meluas sudah cukup
untuk membuktikan bahwa infeksi virus tidak dapat dihindari.
► Penyakit virus yang sangat rentan menyerang spesies ikan laut adalah nekrosis saraf virus (VNN), yang
juga dikenal sebagai ensefalopati dan retinopati virus (VER) [45]. Demikian pula, penyakit lymphocystis
ikan (FLD) adalah infeksi virus kronis global pada berbagai suhu air [52]. Hal ini disebabkan oleh
iridovirus, fish lymphocystis disease virus (FLDV) [54].
► Ikan yang terinfeksi mengembangkan sel lymphocystis hipertrofi unik pada kulit, sirip, dan / atau mulut
yang menyerupai nodul kecil seperti mutiara yang terjadi cluster atau tunggal. Nodul yang tampak
disebabkan oleh jaringan yang terinfeksi membesar secara tidak proporsional
► Sedangkan keberadaan patogen dalam budidaya laut tidak selalu merusak, kita tidak dapat menyangkal

4. ► Imunisasi Pasif dan Aktif
► Imunostimulan
► Probiotik
KEMAJUAN MANAJEMEN PENYAKIT
MENULAR PADA IKAN

5. Akhiran omics digunakan untuk menjelaskan “sesuatu yang besar” dan mengacu pada
“bidang studi” dalam sains yang memfokuskan pada data atau informasi dalam skala
besar yang disebut dengan “omes” dan “omics”. Jadi perlu dipahami bahwa kata
“omes” seperti genomes, transcriptomes, dll dan kata “omics” seperti genomics adalah
memiliki arti yang berbeda. Jadi untuk lebih mudah memahami perbedaan tersebut,
saya akan menjelaskan dengan kalimat yang mudah untuk dipahami. Omes berarti
“keseluruhan”, contoh genomes bakteri, berarti keseluruhan materi genetic (DNA dan
RNA) dari bakteri, contoh lainnya adalah transcriptomes bakteri, berarti keseluruhan
proses dan elemen dalam proses transkripsi pada bakteri. Sedangkan omics berarti
bidang studi atau bidang yang mempelajari. Contoh genomics bakteri, berarti bidang
yang mempelajari materi genetic bakteri (genome bakteri), contoh lain adalah
proteomics yang berarti bidang yang mempelajari protein.
Sejarah genomic:
Kata genomics pertama kali dicetuskan oleh Dr. Thomas H. Roderick, seorang ahli
genetika (Geneticist) yang berkerja di Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME, pada tahun
1986. Selama proses pertemuan internasional di Bethesda yang membahas tentang
kelayakan pemetaan keseluruhan genomes manusia (human genomes
mapping), Frank Ruddle (dari Yale University), Victor McKusick (dari Johns Hopkins
University), dan Tom Roderick (dengan beberapa teman lainnya) mengadakan
pertemuan singkat. Mereka kemudian pergi ke Raw bar milik McDonald (yang sekarang
Perspektif multi-Omics
tentang Studi Penyakit
Ikan menular

6. Natnan ME, Low C-F, Chong C-M, Bunawan H and Baharum SN (2021)
Integration of Omics Tools for Understanding the Fish Immune Response Due to
Microbial Challenge. Front. Mar. Sci. 8:668771. doi: 10.3389/fmars.2021.668771
Data Descriptor: Whole genome sequencing data and de novo draft assemblies
for 66 teleost species Martin Malmstrøm1 , Michael Matschiner1 , Ole K.
Tørresen1 , Kjetill S. Jakobsen1 & Sissel Jentoft1 (2017)

7. Proteomics
Analysis
Sumber: Gajahin Gamage, N.T.; Miyashita, R.; Takahashi, K.; Asakawa, S.; Senevirathna, J.D.M.
Proteomic Applications in Aquatic Environment Studies. Proteomes 2022,
Sumber: Lukas Krasny and Paul H. Huang, 2020
Organ-Based Proteome and Post-Translational Modification Profiling of a Widely Cultivated Tropical
Water Fish, Labeo rohita
Mehar Un Nissa, Nevil Pinto, Arijit Mukherjee, Panga Jaipal Reddy, Biplab Ghosh, Zhi Sun, Saicharan
Ghantasala, Chetanya Chetanya, Sanjyot Vinayak Shenoy, Robert L. Moritz, Mukunda Goswami*, and
Sanjeeva Srivastava* 2021 Liquid Chromatography Tandem Mass spectrometry (LC-
MS/MS).
Data-independent acquisition (DIA)-
mass spectrometry (MS)
Data-dependent acquisition (DDA)-
MS-based proteomic analysis

8. Perspektif multi-Omics
tentang Studi Penyakit
Ikan menular
• Pendekatan Omics untuk mempelajari variasi DNA (genomik), ekspresi gen pada tingkat mRNA (transcriptomics), ekspresi protein
(proteomik), dan konsentrasi metabolit (metabolomik) sangat penting untuk menyelidiki interaksi antara sistem kekebalan ikan dan
infeksi patogen [92].
• Tujuan dasar dari omics ini adalah untuk memberikan konsepsi dan pemahaman tertentu tentang sistem biologis yang kompleks
secara keseluruhan [93,94], terutama pada ikan yang terinfeksi. Selanjutnya, pendekatan ini memungkinkan identifikasi jaringan
gen dan jalur molekuler yang terkait dengan respon imun ikan terhadap patogen [8].
• Aplikasi ekstensif dari pendekatan multi-omics dalam studi penyakit ikan dapat menyarankan beberapa solusi untuk memerangi
peningkatan kematian ikan yang dipelihara pada tingkat sel karena metode yang digunakan saat ini, seperti antibiotik dan vaksinasi
tidak berkelanjutan dalam jangka panjang

9. Penerapan Multi-Omics
untuk Identifikasi
Biomarker
► Munculnya pendekatan omics yang banyak digunakan dalam studi penyakit ikan
memfasilitasi pemahaman berbagai mekanisme penyakit ikan dan menemukan biomarker
yang berbeda dari virulensi penyakit dan mekanisme pertahanan inang. Teknologi throughput
tinggi ini dikombinasikan dengan bioinformatika dapat menghasilkan data dalam jumlah
besar untuk mempercepat identifikasi biomarker potensial untuk berbagai perkembangan
diagnostik dan terapeutik [168].
► Gen, mRNA, protein, metabolit, dan molekul lainnya adalah jenis biomarker molekuler
potensial yang telah diidentifikasi dalam berbagai studi penyakit ikan [92]. Biomarker ini
dapat menguraikan dan mendeteksi perbedaan antara beberapa faktor yang menyebabkan
organisme merespons dengan cara tertentu terhadap infeksi. Selain itu, biomarker digunakan
untuk mendeteksi tahap awal infeksi dan digunakan untuk menghubungkan berbagai
mekanisme yang berhubungan dengan faktor-faktor lain dengan infeksi penyakit [169].
► Tabel 3 menunjukkan ringkasan penemuan biomarker dari berbagai penelitian
menggunakan pendekatan omics yang berbeda. Sebuah studi yang dilakukan oleh Geng et al.
[170] memanfaatkan genome-wide association study (GWAS) pada ikan lele untuk
mengidentifikasi gen yang terkait dengan resistensi columnaris dalam quantitative trait locus
(QTL). Ditemukan bahwa lima gen pik3r3b, cyld-like, adcyap1r1, adcyap1r1-like, dan mast2
dari linkage group 7 secara signifikan terkait dengan resistensi columnaris dan diketahui
memiliki fungsi dalam kekebalan.
► Gen kandidat ini dapat diatur sebagai hubungan fungsional di jalur transduksi sinyal PI3K,
menunjukkan pentingnya mereka dalam sifat resistensi columnaris. Gen resisten yang
terdeteksi dan diidentifikasi dari penelitian ini dapat digunakan sebagai biomarker potensial
yang ditargetkan yang bertanggung jawab atas lele sifat tahan kolumnar.

10. KESIMPULAN
► Pendekatan Omics secara signifikan telah digunakan untuk mempelajari
mekanisme patogen-host dan interaksi serta pengembangan vaksin. Pendekatan
omics juga sedang digunakan untuk meningkatkan diet ikan dengan
memasukkan suplemen yang diperlukan untuk mempromosikan dan
meningkatkan respon imun. Meskipun ada beberapa keterbatasan, pendekatan
ini umumnya dapat diandalkan dan banyak digunakan untuk banyak studi terkait
penyakit selain Penyakit Ikan.
► Kombinasi dari omics ini memiliki potensi untuk memecahkan masalah mengenai
penyakit ikan dan meningkatkan kesehatan ikan. Aplikasi transkriptomik,
proteomik, dan metabolomik, khususnya, berdampak pada peningkatan angka
kematian dan menstabilkan ekonomi ekspor ikan. Integrasi omics yang berbeda
diharapkan dapat memberikan pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme
kekebalan ikan selama infeksi penyakit, di mana berbagai lapisan data omics
yang dihasilkan dapat digunakan untuk mencerminkan karakteristik suatu
organisme pada tingkat biomolekul yang berbeda.

11. Referensi Jurnal

12. Terima kasih
Wiwin_putra@apps.ipb.ac.id