Saduran Jurnal :
Advances in Animal and Veterinary Sciences 2 (4): 226 – 232
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Food and Agricultural Organization mengungkapkan bahwa 50 tahun kedepan kebutuhan pangan akan meningkat 100% dan 70% nya adalah pangan yang bersumber dari sector pertanian.permintaan akan produk peternakan seperti daging, susu dan yang lainya terus meningkat sehingga keberanjutan usaha peternakan sangatla penting. Semen sexing atau teknologi embrio adalah suatu upaya dalam menerapkan teknologi dan strategi pembibitan ternak untuk meningkatkan produksi. Penentuan jenis kelamin di awal program breeding akan menurunkan biaya manajemen dan meningkatkan kualitas genetik ternak.
Teknik semen sexing telah banyak dimodifikasi dan digunakan secara komersial di eberapa negara dengan tingkat keberhasilan sekitar 90%. Perkembangan teknik dan instrumen untuk mensortir dengan akurat tanpa merusak sel spermatozoa mempercepat kemajuan teknologi ini. Ulasan ini bertujun untuk melihat kemajuan teknologi sexing spermatozoa dalam aspek yang berbeda.
Prinsip Dasar Seleksi Jenis Kelamin
Jantan memproduksi 2 tipe spermatozoa yaitu X atau Y, yang menentukan formasi indifidu baru (keturunnnya) pada saat fertilisasi. Pendekatan pragmatis pemisahan jenis kelamin pada spermatozoa adalah memisahkan sel spermatozoayag berisi kromosom X dan Y untuk digunakan dalam inseminasi buatan. Beberapa perbedaan yang sampai saat ini diketahui mengenai spermatozoa X dan Y adalah jumlah DNA pada kromosom X lebih banyak yang dibawa oleh sel spermatozoa daripada Y, ukuran sel spermatozoa X lebih besar dibandingkan dengan Y, motiltas sel sperma Y lebih besar dari pada X, Sel Sperma X memiliki muatan negatif dan Y memiliki muatan positif, dan perbedaan pada permukaan antigen. Dari banyak perbedaan tersebu, Perbedaan dalam kandungan DNA adalah paling potensial sebagai dasar teknik pemisahan jenis kelamin. Perbedaan kandungan DNA ntara X dan Y pada berbagai spesies dan bangsa terdapat pada Tabel 1 dan 2.
METODE SEXING SPERMATOZOA
Gradien Albumin atau Swim Down Gradien
Teknik ini didasarkan pda perbedaan kemampuan berenang ke bawah sel sperma X dan Y menembus gradient larutan. Sel sperma Y memiliki ukuran yang lebih kecil dengan motilitas yang lebih besar, memperbesar kemungkinan sperma Y menembus lebih banyak larutan gradien. Fraksi yang berbeda pada larutan dipisahkan menjadi larutan yang khusus terdapat sperma x dan sperma Y. Keberhasilan ini dilaporkan berkisar 75%.
Gradien Percoll
Metode pemisahan ini menggunakan perbedaan karakteristik pengendapan pada sel sperma X dan Y. Sel sperma X lebih tinggi tingka kepadatan pengendapannya dibandingan dengan sel sperma Y. Sperma X akan berada dibawah sedangkan sperma Y berada diatas. Keberhasilan metode ini berkisar 86% sampai 94%.
Swim Up
Ukuran menjadi dasar pemisahan dengan metode swim up.Sperma Y lebih cepat berenang dibandingkan dengan sperma X karena ukurannya yang lebih kecil. Keberhasilan dengan metode ini adalah berkisar 81%.
Free Flow Electrophoresis
Metode ini didasarkan pada perbedaan muatan pada sel sperma. Sel sperma X memiliki muatan negatif dan sperma Y memiliki muatan positif. Berdasarkan hal tersebut, sel sperma dipisahkan dengan memberikan muatan listrik.
Identifikasi antigen H dan Y
Identifikasi protein pada permukaan sel sperma X dan Y dengan metode Imunologi menjadi dasar pemisahan dengan metode ini. Metode ini bisa dilakukan pada skala besar. Dengan memissahkan sel sperma dengan antigen H-Y (mengekspresikan sperma Y) melalui afinitas cromatografi atau biji magnetic mengahsilkan tingkat keberhasilan siatas 90%
Seleksi Sperma berdasarkan Perbedaan Volume
Seleksi ini menggunakan analisis gambar spermatozoa menggunakan interference microscopyuntuk melihat perbedaan ukuran volume kepada pada kandungan DNA pada sperma x dan Y. metode ini menjadi dasar metode sexing flow citometry. Keberhasilan dari metode ini kurang dari 80%
Centrifugal Counter Current Distriution
Proses pemisaha ini dilakukan dengan memisahkan sel menjadi beberapa fase, yaitu fase lambat, fase bergerak dan fase atas. Sentrifugasi dengan kesepatan tertentu memisahkan bagian yang membawa X dan Y.
Flow Cytometry
Flow Citometry adalah metode pemisahan sperma dengan menggunakan Laser untuk melihat DNA didalam sel. Persen DNA dan DNA spesifik adalah bagian utama yang menjadi dasar pemisahan. Dengan metode ini sel sperma diberi perlakuan pemberian larutan yang bisa berinteraksi dengan sel sperma hidup dan terikat dalam DNA. UV Laser memindai selsperma secara individual dan melihat cahaya floresen yang timbul akibat reaksi dan larutan. SpermaX akan terdapat banyak noda pada DNA nya dari pada spermaY. Tingkat keberhasilan dari metode ini berkisar antara 85 – 95%.
Dari beberapa metode sexing, metode flow citometry adalah metode yang paling popular dibandingan dengan yang lainnya karena terbukti efektif dalam menghasilkan keturunan dan memprediksi jenis kelaminnya.
Tipe Sorter Sperma dan efisiensinya
Sexing menggunakan flow cytometer tergantung pada kepala sperma melaluai tembakan laser. Dari berbagai jenis hewa,Sapi merupakan paling efisien menggunakan metode flow citemetry karena memiliki kepala yng relative rata sehingga laser bisa masuk dengan mudah. Saat ini penggunaan metode flowcitometer bisa menganaisis 20000 sel sperma dalam 1 detik dan memisahkan 6000 tau lebih sel sperma per detik dengan tingkat eberhasilan 90%. Dengan kondisi seperti itu 15-20 juta selsperma x dan Y dapat diproduksi dalam 1 jamnya.
Sorter sperma yang dikembangja oleh USDA menggunakan jarum injeksi dengan sorting nozzle yag diaplikasikan pada flowcitometry. Kemudian flow citometry dengan kecepatan tinggi juga dikembangkan oleh Livermore Natioal Laboratory yang sudah dikomersialkan.
Dampak dari sexing
Sexing berdampak pada sel spermatozoa. Dampak yang dapat timbul akibat proses sexing ini adalah kematian sel, abnormalitas, dan penurunan motilitas. Faktor faktor yang berpengaruh diantaranya pengencer, kecepatan sortng,tekanan, laser, dan yang lainnya.
Efek Larutan
Penambahan larutan menyebabkan kerusakan pada kromatin. Dari beberapa ternak, babi memiliki kromatin yang relative lebih kut dibandingkan dengan yang lainnya. Penmbahan larutan ini bisa menyebabkan heat shock.
Tekanan dan kecepatan sexing
Kecepatan tinggi (55-60mph) dan tekanan tinggi (40-60 psi) membuat selsperma menjadi lebih lemah pada saat sorting.
Laser
Kekuatan laser 200 MW atau lebih tinggi mempunyai efek negatif terhadap tingkat fertilitas dengan merusak kekuatan kromatin.
Upaya mengurangi kerusakan pada saat Sexing
- Menurunkan tekanan menjadi 50 atau 40psi
- Menggunakan UV laser dengan argon
- Penambahan plasma semen sebanyak 10%
- Penambahan pengencer (tris, asam sitrat, dan fruktosa)
- Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk mengurangi dampak kerusakan yang diakibatkan proses sorting
Tingkat kebuntingan menggunakan semen sexing
Conception Rate (CR) dengan menggunakan semen sexing yaitu 50-60%. Dalampenelitian yang lainnya CR pada dara sebesar 45% sedangkan pada sapi laktasi 28%. Sementara di China keberhasilan semen sexing lebih tinggi yaitu 69,7%.
Faktor Pembatan Semen Sexing
- Biaya dari perlatan sexing yang mahal
- Biaya perawatan yang mahal
- Proses yang lambat
- Separuh dari sampel sperma terbuang
- Sexing yang efisien hanya bisa dilakukan pada semen segr
Kesimpulan
Kesuksesan industri sexing semen tergantung pada kecepatan, kurasi, dan fertilitas dari semen sexing. Teknologi yang ada sekarang peru diperbaiki untuk menunjang itu semua. Metode sexing dengan flow citometry saat ini merupakan metode yang paling baik diantara metode yang lainnya. Untuk kedepanya sangat mungkin mengembangkan teknik sexing ini dengan penelitian yang berkelanjutan. Identifikasi marker pada permukaan yang spesifik pada sperma X atau Y bisa menjadi pilihan untuk pengembangan metode sexing kedepannya. Penambahan fitur membunuh sperma yang tidak diinginkan bisa ditambahkan dalam metode sexing. Sangat memungkinkan juga untuk memproduksi pejantan yang bisa memproduksi sel sperma yang spesifik x atau spesifik y saja, namun memang membutuhkan penelitian yang mendalam. Bagaimanapun teknologi yang saat ini ada membutuhkan kemampuan manajemen yang baik dan perawatan yang baik juga.