Siapkan Platform Kolaborasi Biologi Struktur, BRIN Kenalkan Mikroskop Aquilos 2 Cryo-EM

TEMPO.CO, Jakarta - Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) menyiapkan platform kolaborasi biologi struktur biomolekul keanekaragaman hayati untuk memahami bagaimana sistem biologi organisme bekerja.

Kepala Pusat Riset Mikrobiologi Terapan BRIN Ahmad Fathoni mengatakan platform ini meliputi keanekaragaman hayati tumbuhan, mikroba dan hewan, dengan target biomolekulnya adalah protein, protein kompleks, sel, dan jaringan.

Platform Kolaborasi Biologi Struktur yang diperkenalkan BRIN bernama Mikroskop Aquilos 2 Cryo-EM. Dok. Humas BRIN

Menurut Fathoni, para ilmuwan telah merevolusi cara memahami dunia mikroskopis untuk memberikan gambar yang luar biasa tajam dan detail pada skala nanometer. Laboratorium biokimia di seluruh dunia memilih cryo electron microscopy (cryo-EM) karena membantu mempercepat penelitian. "Dengan cryo-EM, detail molekuler dapat terlihat pada resolusi yang relevan secara biologis," ujar Fathoni, dalam keterangan tertulis, Senin, 18 Maret 2024..

Selain itu, hal ini juga memberikan wawasan tentang fungsi protein dan mekanisme penyakit, memfasilitasi desain obat yang efektif, dan memperoleh wawasan yang lebih dalam tentang proses dan jalur biologis yang kompleks. “Dengan platform kolaborasi ini, diharapkan menghasilkan SDM unggul di bidang biologi struktur, selain karya tulis ilmiah, kekayaan intelektual, dan struktur 3D,” tuturnya.

Khusus Sel dan Jaringan

Peneliti Pusat Riset Teknologi Analisis Berkas Nuklir BRIN Arbi Dimyati mengatakan Aquilos 2 Cryo-FIB diciptakan khusus untuk sel dan jaringan. "Alat ini merupakan alat preparasi untuk mempersiapkan sampel agar dapat dikarakterisasi di Krios,” kata Arbi.

Berdasarkan Thermoscientific, kata Arbi, Aquilos 2 Cryo-FIB adalah generasi terbaru dari sistem cryo-dual beam. Disebut dual beam karena memiliki dua sumber cahaya, yakni ion dan elektron. “Alat ini dikhususkan untuk persiapan lamela tipis, elektron-transparan untuk tomografi cryo-electron resolusi tinggi atau microED dari mikrokristal,” ucapnya.

Arbi mengatakan dalam beberapa tahun terakhir single particle cryo-EM telah muncul sebagai teknik biologi struktural utama yang dapat menentukan struktur 3D protein dan kompleks protein pada resolusi atom. Namun, single particle cryo-EM terbatas pada protein yang sangat dimurnikan, tidak bisa menganalisa hubungan antara struktur kecil protein dengan selnya.

Karena itu, sel bisa direkonstruksi ke dalam 3D melalui tomografi. “Tomografi adalah pencitraan melalui berbagai sudut yang diproyeksikan dan direkonstruksi ke dalam komputer. Maka akan mendapatkan struktur partikel yang dianalisa,” kata Arbi.

Cara kerja Aquilos, urainya, sama seperti scanning eletron microscope (SEM). Tetapi menggunakan dual beam, yaitu electron column untuk membuat gambar dan ion column untuk memotong sampel. "Kelebihan lain dari alat ini adalah menggunakan cryo stage, di mana sampel didinginkan sampai minus 194 derajat menggunakan gas nitrogen,” ujar Arbi.

Dirinya lantas menjelaskan proses preparasi menggunakan Aquilos. Di antaranya, sampel diletakkan di atas grid, kemudian dibekukan agar menghindari dehidrasi. Lalu, di-mapping untuk menentukan sel mana yang akan dipreparasi.

Setelah proses tersebut, sel akan dipotong supaya menjadi tipis dan dapat dianalisa dengan transmission electron microscope (TEM). Dengan syarat, partikel/lapisan memiliki dimensi maksimum 100 nanometer. Maka, kita dapat melihat struktur internal dari sel.

“Aquilos 2 Cryo-FIB juga bisa digunakan dengan fluorescence microscope yang berfungsi untuk mempermudah preparasi sampel. Sehingga, mendapatkan posisi sampel yang diinginkan, bahkan dalam ukuran nano,” kata Arbi. 

Pilihan Editor: Peneliti UI Ungkap Tantangan Pemanfaatan Kecerdasan Buatan dalam Bidang Kedokteran