Studi baru dari para ilmuwan di Norwegian University of Science and Technology (NTNU) telah mengembangkan benih ikan bebas bakteri. Temuan tersebut memungkinkan mereka dapat menambahkan bakteri yang selektif nantinya untuk membuat ikan salmon lebih sehat.
Hasil penelitian tersebut telah mereka jelaskan di jurnal Animals dengan judul "A novel gnotobiotic experimental system for Atlantic salmon (Salmo salar L.) reveals a microbial influence on mucosal barrier function and adipose tissue accumulation during the yolk sac stage."
Untuk penelitian tersebut, para peneliti membiakkan benih ikan yang benar-benar bebas bakteri. Hal tersebut sebenarnya lebih penting daripada yang mungkin dipikirkan selama ini.
“Kami berhasil menjaga anak ikan bebas bakteri hingga 12 minggu setelah telur menetas,” kata Ingrid Bakke. Dia adalah seorang profesor di Departemen Bioteknologi dan Ilmu Pangan NTNU.
Langkah ini sekarang telah membantu para peneliti untuk mencari tahu bagaimana bakteri dan ikan saling mempengaruhi.
Memahami interaksi mereka suatu hari nanti juga dapat mengarah pada metode untuk mencegah ikan menjadi sakit dan, meskipun masih jauh, bisa menjadi kabar baik bagi industri perikanan, pasokan makanan kita di masa depan – dan paling tidak untuk ikan itu sendiri.
Para peneliti telah mempelajari bagaimana bakteri mempengaruhi pertumbuhan, gen, dan selaput lendir ikan.
Triliunan bakteri
Bakteri jelas mempengaruhi kesehatan kita, tetapi tidak hanya secara negatif. Selama kita berada di dalam rahim ibu kita, kita hidup terlindungi dan bahkan mungkin bebas bakteri, tapi itu berakhir begitu kita lahir. Tubuh manusia biasanya mengandung triliunan bakteri – itu adalah angka yang diikuti oleh 15 angka nol. Hal yang sama berlaku untuk organisme hidup lainnya.
“Banyak bakteri kita diperlukan agar tubuh manusia berfungsi. Mereka diperlukan untuk pengembangan sistem kekebalan kita, dan mereka berkontribusi pada pencernaan dan meningkatkan nilai energi dari makanan yang kita makan. Mereka melindungi dari bakteri penyakit dan menghasilkan vitamin yang kita butuhkan,” kata Bakke.
Semua fungsi ini dan lebih banyak lagi membantu kita memahami pentingnya mencari tahu lebih banyak tentang cara kerja teman bakteri kita.
Jadi bagaimana para peneliti melakukan penelitian ini?
Pengetahuan dari sistem model
“Banyak hal yang kita ketahui tentang bagaimana bakteri memengaruhi organisme inang berasal dari eksperimen dengan sistem model,” kata Bakke.
Sistem model adalah organisme hidup yang mudah dikerjakan saat mempelajari proses biologis. Paling sering, spesies ini mudah berkembang biak, murah perawatannya.
Spesies itu juga memiliki siklus hidup yang cukup panjang, kemudian memiliki sifat genetik yang mudah dimanipulasi dan ciri-ciri menguntungkan lainnya.
Karakteristik khusus yang dicari peneliti sebagian besar bergantung pada apa yang ingin mereka pelajari. Ikan zebra, lalat pisang dan berbagai jenis tikus dan tikus adalah beberapa spesies paling terkenal yang digunakan sebagai sistem model.
Bakke dan rekan-rekannya kali ini memilih spesies yang berbeda, yaitu salmon Atlantik.
Benih salmon melewati tahap di mana mereka hidup dengan kantong yang disebut kantung kuning telur. Kantung kuning telur ini memasok nutrisi untuk anak ikan.
“Kami telah menemukan sistem model, di mana kami dapat menjaga kantung kuning telur dari bakteri anak ikan salmon selama fase kantung kuning telur selama 12 minggu,” kata Bakke.
Ikan biasanya bebas bakteri pada fase telur, tetapi dikolonisasi oleh bakteri segera setelah menetas. Berbeda dengan semua salmon lainnya, anak ikan yang dibiakkan ini tidak memiliki komunitas bakteri alami.
Para peneliti membiakkan ikan di lingkungan yang terlindungi dan bebas kuman, metode standar untuk membuat ikan salmon bebas bakteri. Kelompok penelitian telah menghasilkan metode yang efisien dan efektif yang bekerja untuk telur salmon dan anak ikan salmon.
“Kami merawat telur ikan di permukaan agar bebas bakteri dan menyimpan telur, dan kemudian anak ikan, dalam air bebas bakteri,” kata Bakke.
Mengetahui cara membuat benih bebas bakteri penting bagi kelompok untuk menelitinya nanti.
Salmon seperti papan tulis kosong
Benih bebas bakteri menjadi hampir seperti batu tulis kosong. Sehingga para peneliti dapat menambahkan bakteri yang mereka inginkan dan kemudian melihat dengan tepat apa yang terjadi, tanpa campur tangan dari bakteri yang tidak diketahui.
“Sistem model bebas bakteri umumnya penting untuk memahami interaksi antara bakteri dan inang,” kata Bakke. “Contohnya adalah memahami bagaimana mikrobiota usus memengaruhi perkembangan dan kesehatan manusia dan mamalia lain.”
Mikrobiota terdiri dari semua mikroorganisme yang ditemukan di seluruh tubuh atau bagian tubuh kita.
“Kita dapat menggunakan bakteri dan komunitas bakteri yang kita definisikan, dan menyelidiki bagaimana inang dan bakteri dipengaruhi oleh kehidupan bersama,” kata Bakke.
Baca Juga: Jika Gletser Mencair 2100, Ada Habitat Luas Baru untuk Salmon
Baca Juga: Ingin Ramah Lingkungan, Ilmuwan Tiongkok Ciptakan Plastik dari Sperma
Baca Juga: Tidak Perlu Jauh ke Atlantik, Salmon Bisa Dibudidayakan di Darat
Baca Juga: Mengapa Kita Masih Belum Menangkap Ikan Air Tawar Terbesar di Dunia?
Misalnya, para peneliti dapat menyelidiki faktor apa yang mengontrol komposisi flora bakteri pada benih. Para peneliti kemudian dapat mempengaruhi komposisi bakteri pada ikan untuk menghindari efek negatif, atau mereka dapat memperkenalkan efek yang baik.
Anak ikan salmon sangat cocok untuk penelitian ini, sementara ikan zebra telah banyak digunakan sebagai sistem model dalam konteks ini. Tetapi anak ikan salmon memiliki beberapa karakteristik yang membuatnya sangat cocok.
“Kami memiliki tempat benih yang besar dan berkembang dengan baik, yang membuat mereka lebih mudah dipelajari,” kata Bakke.
Tujuan para peneliti adalah untuk memahami mekanisme mana yang mempengaruhi komposisi komunitas bakteri yang menjajah ikan segera setelah menetas.
“Kami sedang melihat bagaimana komunitas bakteri dapat melindungi dari infeksi bakteri, dan apakah mungkin mempengaruhi kolonisasi bakteri awal pada burayak,” kata Bakke.
Mengaktifkan perawatan probiotik atau yang dikenal dengan bakteri baik, peneliti dapat menambahkan mikroorganisme hidup ke ikan untuk mencapai efek yang menguntungkan, seperti kesehatan dan pertumbuhan yang lebih baik.