Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Sistem CRISPR yang semula merupakan mekanisme pertahanan bakteri dapat digunakan sebagai alat rekayasa genetika yang spesifik dan relatif modular, salah satunya adalah CRISPR-dCas9 yang memanfaatkan protein Cas9 dari Streptococcus pyogenes dengan mutasi D10A dan H840A untuk secara spesifik menempel pada sekuens DNA tertentu sehingga menginterferensi ekspresi gen tersebut. Untuk meningkatkan jangkauan aplikasi, diteliti suatu protein dCas9 yang tahan suhu tinggi atau termostabil dari bakteri termofilik Geobacillus kaustophilus, dengan rentang suhu operasi hingga 70 °C, serta ditambatkan protein YebF untuk meningkatkan sekresi ekstraseluler dCas9. Penelitian secara in silico dilakukan dengan Molecular Docking untuk melihat interaksi antara YebF-dCas9 dengan beberapa variasi panjang spacer, repeat, dan tracr sgRNA. Melalui analisis afinitas pengikatan, didapatkan konfigurasi sgRNA optimal adalah dengan panjang spacer 10 nukleotida, repeat 36 nukleotida, dan tracr 63 nukleotida. Uji in vitro dilakukan dengan menganalisis kemampuan YebF-dCas9 menempel pada sekuens gen β-lactamase yang memberikan resistensi ampisilin pada bakteri. Gen penyusun YebF-dCas9 Geobacillus termophilus ditransformasikan ke dalam bakteri E. coli BL21 melalui plasmid rekombinan pET-15b termodifikasi. Hasil protein YebF-dCas9 didapatkan setelah bakteri dikultur dan purifikasi menggunakan Fast Protein Liquid Chromatography. Uji Lowry dilakukan untuk menentukan konsentrasi YebF-dCas9 dalam larutan, sedangkan uji SDS PAGE dilakukan untuk validasi hasil YebF-dCas9 yang diproduksi. Setelah ditransformasikan ke dalam bakteri, struktur YebF-dCas9-gRNA mampu menginhibisi resistensi ampisilin bakteri, menyebabkan menurunnya koloni bakteri yang hidup hingga 98,5%. Digunakan berbagai variasi medium untuk menganalisis pengaruh berbagai ion logam terhadap aktivitas, dengan variasi medium SOC, medium Buffer Taq Polymerase, dan medium air panas Cisolong. Medium transformasi optimal untuk aktivitas YebF-dCas9 adalah medium SOC dengan kadar ion magnesium 486,1 mg/L, kalium 97,74 mg/L, dan natrium 229,89 mg/L.

---

CRISPR system that originated from bacterial defense mechanism can be used as a specific and modular genetic engineering tool, one of which is the CRISPR-dCas9 that utilizes Cas9 protein from Streptococcus pyogenes with D10A and H840A mutation which specifically adheres to certain DNA sequence to interfere the gene expression. To broaden the application scope, a thermostable dCas9 in temperature as high as 70 °C from thermophilic bacteria Geobacillus kaustophilus is isolated, appended with YebF to improve extracellular secretion, and tested. The in silico experiment is done using Molecular Docking to analyze the interaction between YebF-dCas9 and sgRNA with varying spacer, repeat, and tracr length. Using binding affinity analysis, it is found that the optimal configuration for sgRNA to interact with YebF-dCas9 is with 10 nucleotides spacer, 36 nucleotides repeat, and 63 nucleotides tracr. For the in vitro experiment, the ability of YebF-dCas9 is tested, especially the ability to bind with the β-lactamase gene sequence that allows bacteria to have ampicillin resistance. The YebF-dCas9 gene from Geobacillus kaustophilus is transformed into E. coli BL21 bacteria using modified recombinant plasmid pET-15b. Concentrated YebF-dCas9 enzyme is produced after bacterial replication in a liquid culture and protein purification using Fast Protein Liquid Chromatography. Lowry test is performed to determine the YebF0dCas9 concentration, while the SDS PAGE test is performed to validate the produced YebF-dCas9. After transformation to the bacteria, the YebF-dCas9-gRNA structure has the ability to inhibit the ampicillin resistance in bacteria, exhibited by the decrease ini living bacteria colony by up to 98,5%. Various medium are used to study the effect of various metal ions on the activity of YebF-dCas9, using three medium variations of SOC medium, Taq Polymerase Buffer medium, and Cisolong medium. The optimal transformation medium for YebF-dCas9 activity is the SOC medium with magnesium ion concentration of 486.1 mg/L, potassium ion concentration of 97.74 mg/L, and sodium ion concentration of 229.89 mg/L."

"Perkembangan teknologi penyuntingan genom clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) memberikan kemampuan pada ilmuwan untuk memodifikasi sekuens genom pada sebagian besar sel eukariot. Selain untuk insersi dan delesi gen, penelitian sistem CRISPR-Cas9 juga telah menuju ke arah perkembangan represor transkripsional artifisial CRISPR interference (CRISPRi) dengan sistem dCas9 untuk rekayasa metabolisme melalui penyuntingan metabolic pathways.  dCas9 yang merupakan turunan dari Cas9 saat ini umumnya diproduksi oleh bakteri Streptococcus pyogenes yang merupakan bakteri mesofilik dan menyebabkan Cas9 dan dCas9 yang berasal dari Sterptococcus pyogenes memiliki limitasi terhadap suhu tinggi.  Saat ini eksplorasi terhadap bakteri termofilik sebagai sumber gen Cas9-dCas9 sedang berkembang. Salah satunya adalah bakteri Geobacillus kaustophilus yang tumbuh pada suhu optimal 60˚C dan dapat hidup hingga suhu 74˚C. Dalam penelitian ini, produksi enzim dCas9 dilakukan menggunakan Escherichia coli BL21 sebagai host dan dipurifikasi Immobilized metal affinity chromatography (IMAC). Variasi pemanasan supernatant dilakukan untuk suhu 50˚C, 60˚C, dan 70˚C sebelum purifikasi. Terdapat penurunan konsentrasi protein total dengan semakin tinggi suhu pemanasan, dengan konsentrasi protein total tertinggi pada suhu 50˚C. Purifikasi dilakukan menggunakan 3 buffer elusi dengan konsentrasi imidazole berbeda (250 mM, 350 mM, dan 450 mM). Konsentrasi imidazole 350 mM pada buffer elusi menghasilkan protein dengan konsentrasi total paling tinggi. SDS PAGE silver staining dilakukan untuk melihat berat molekul protein rekombinan yang telah dipurifikasi, dan protein terpurifikasi muncul pada pita ~50 kDa.

---

The development of clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR) genome editing technology has given scientists the ability to modify the genome sequences of most eukaryotic cells. In addition to gene insertion and deletion, research on the CRISPR-Cas9 system has also led to the development of artificial transcriptional CRISPR interference repressors (CRISPRi) with the dCas9 system for metabolic engineering through editing of metabolic pathways. dCas9 which is a derivative of Cas9 is currently generally produced by Streptococcus pyogenes which is a mesophilic bacterium and causes Cas9 and dCas9 derived from Streptococcus pyogenes to have limitations against high temperatures. Currently, exploration of thermophilic bacteria as a source of Cas9-dCas9 genes is rising. One of them is the bacterium Geobacillus kaustophilus which grows at an optimal temperature of 60˚C and can live up to 74˚C. In this study dCas9 recombinant production was carried out using Escherichia coli BL21 as the host and Immobilized Metal Affinity Chromatography (IMAC) purification. Variation of supernatant heating was carried out for temperatures of 50˚C, 60 ˚C, and 70 ˚C before purification. There was a decrease in total protein concentration with higher heating temperature, with the highest total protein concentration at 50 ˚C. Purification was carried out using 3 elution buffers with varying imidazole concentrations (250 mM, 350 mM, and 450 mM). The imidazole concentration of 350 mM in the elution buffer produced fractions with the highest total protein concentration. SDS PAGE silver staining was performed to determine the molecular weight the purified fraction, and bands appeared in the ~50 kDa band."

"Kemajuan dalam teknologi penyuntingan genom menggunakan Clustered Regularly  Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) memberi kemampuan kepada para  ilmuwan untuk mengubah sekuens genom pada sebagian besar sel eukariot. Saat ini,  penelitian terkait sistem CRISPR-Cas9 juga berkembang menuju pengembangan sistem represor transkripsional CRISPR interference (CRISPRi) dengan menggunakan sistem dCas9 yang bertujuan untuk mengarahkan rekayasa metabolisme melalui  penyuntingan jalur metabolisme. Saat ini belum banyak penelitian yang memproduksi enzim dCas9 menggunakan metode ekstraseluler yang lebih efisien dan ekonomis. Pada penelitian ini, produksi enzim dCas9 dilakukan secara ekstraseluler dengan menggunakan bakteri Geobacilus kaustophilus dan Escherichia coli BL21 sebagai host dan dipurifikasi dengan menggunakan Immobilized Metal Affinity Chromatography (IMAC) dengan penggunaan variasi konsentrasi IPTG, yakni 0,05 mM dan 0,5 mM, dan suhu pemanasan, yakni pada suhu 50oC dan 70EC. Pada suhu pemanasan 50°C dan konsentrasi IPTG 0,5 mM, konsentrasi protein yang didapatkan adalah 1.971 o‡g/mL, sedangkan ketika suhu pemanasan dinaikkan menjadi 70°C konsentrasinya menjadi sebesar 487 o‡g/mL. Pada suhu 50oC, konsentrasi IPTG yang diturunkan menjadi 0,05 mM menghasilkan protein dengan konsentrasi sebesar 281 o‡g/mL. Identifikasi protein dengan uji SDS-PAGE menunjukkan ukuran protein hasil purifikasi sebesar 64,76 kDa.

---

Advancements in genome editing technology using Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) provide scientists with the ability to modify genome sequences in most eukaryotic cells. Currently, research related to the CRISPR-Cas9 system is also evolving towards the development of the CRISPR interference (CRISPRi) transcriptional repressor system using the dCas9 system, aimed at directing metabolic engineering through pathway editing. At present, there is limited research on producing dCas9 enzymes using a more efficient and economical extracellular method. In this study, dCas9 enzyme production was carried out extracellularly using Geobacillus kaustophilus and Escherichia coli BL21 as hosts and purified using Immobilized Metal Affinity Chromatography (IMAC) with variations in IPTG concentrations, namely 0,05 mM and 0,5 mM, and heating temperatures, namely at 50°C and 70°C. At a heating temperature of 50°C and an IPTG concentration of 0,5 mM, the protein concentration obtained was 1,971 μg/mL. When the heating temperature was increased to 70°C, the concentration became 487¼g/mL. At 50°C, lowering the IPTG concentration to 0,05 mM resulted in a protein concentration of 281¼g/mL. Protein identification using SDS-PAGE showed the size of the purified protein to be 64,76 kDa."