Mengenal Proses Menarik di Balik Teknologi Next Generation Sequencing: Kunjungan ke Lab Terkini (LRT FK-KMK dan LPPT UGM)

“To acquire knowledge, one must study; but to acquire wisdom, one must observe.” 

– Marilyn Vos Savant –

Oleh: Audra Imanissa Taufik, Aulia Renni Wulandari, Fenny Octaviani, Nadiah Armadanti Salma, Rafidah Fawwazia Hidayat, Tria Kurnia Sari

Mahasiswa Peminatan Biokimia Program Studi Magister Ilmu Biomedik angkatan 2024

Dalam dunia bioteknologi, teknologi pemetaan genom semakin berkembang pesat, dan salah satu teknologi yang paling mencuri perhatian adalah Next Generation Sequencing (NGS). Teknologi ini memungkinkan para ilmuwan untuk membaca urutan DNA dengan cepat dan akurat. Mahasiswa Peminatan Biokimia Program Studi Magister Ilmu Biomedik angkatan 2024 pada 27 Maret 2025 berkesempatan mengunjungi Laboratorium Riset Terpadu (LRT) FK-KMK UGM dan Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu milik Universitas Gadjah Mada (LPPT UGM) yang menggunakan teknologi NGS.  Kegiatan ini mendukung program Sustainable Development Goals (SDGs) nomor 4 yang terkait dengan Pendidikan Berkualitas. Berikut adalah wawasan yang kami dapatkan.

 

Berkenalan dengan LRT FK-KMK dan LPPT UGM

Sebagai mahasiswa program studi Ilmu Biomedik, tentu kami akan banyak berkecimpung dalam penelitian biomolekuler, termasuk dalam analisis genetik seperti Next Generation Sequencing (NGS). Rasa penasaran kami pun muncul: bagaimana sebenarnya proses persiapan hingga analisis data NGS dilakukan di laboratorium? Untuk menjawab itu, kami berkesempatan mengunjungi dua laboratorium di Universitas Gadjah Mada: Laboratorium Riset Terpadu (LRT) Fakultas Kedokteran, Kesehatan Masyarakat, dan Keperawatan (FK-KMK) UGM, serta Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) UGM.

Kunjungan pertama kami adalah ke LRT FK-KMK UGM, laboratorium yang menyediakan fasilitas untuk eksperimen molekuler dan biologi sel. Di sini, kami belajar mengenai tahap awal proses NGS, terutama bagaimana menyiapkan sampel dan membuat library DNA/RNA. Salah satu alat yang digunakan dalam tahap ini adalah Tapestation Agilent, yang berfungsi untuk mengecek kualitas dan ukuran fragmen DNA sebelum proses sequencing dilakukan dan merupakan ‘kunci’ dalam keberhasilan sequencing. 

Mengapa proses ini menjadi penting dan krusial dalam analisis NGS? Tapestation Agilent penting untuk kontrol kualitas dengan menilai distribusi ukuran fragmen DNA yang berdampak signifikan pada efisiensi dan akurasi pengurutan. Ukuran fragmen yang tepat memastikan kinerja optimal selama sequencing. Selain itu, penting juga untuk menilai kualitas library. Sebelum melanjutkan sequencing, penting untuk memverifikasi kualitas library DNA yang disiapkan. Tapestation menyediakan analisis terperinci mengenai library, memastikan bahwa library tersebut memenuhi standar yang diperlukan untuk NGS.

Setelah memahami proses awal tersebut, kami melanjutkan kunjungan ke LPPT UGM. LPPT merupakan pusat riset terpadu yang menaungi empat laboratorium utama: Laboratorium Analisis Kimia dan Fisika Pusat (LAKFIP), Laboratorium Ilmu Hayati (LIH), Pusat Studi Obat Tradisional (PSOT), dan Unit Pengembangan Hewan Percobaan (UPHP). Di sini, kami diperkenalkan pada proses analisis lanjutan menggunakan teknologi NGS. Metode ini memungkinkan pembacaan urutan DNA secara cepat, presisi, dan mendalam yang membuka banyak peluang dalam riset genetik dan biomedis.

Pendahuluan: Mengapa NGS Itu Penting?

Next Generation Sequencing (NGS) adalah teknologi canggih yang memungkinkan para peneliti untuk membaca urutan DNA dalam waktu yang sangat cepat dan akurat. Penggunaan NGS membuka banyak pintu dalam penelitian medis, khususnya di bidang diagnosis penyakit genetik, riset kanker, dan pengobatan personalisasi. Dalam kunjungan kami ke lab ini, kami diberi kesempatan untuk melihat langsung bagaimana teknologi ini diterapkan dalam penelitian dan pengembangan.

Teknologi Next Generation Sequencing (NGS) telah menjadi revolusi dalam dunia genomik, menggantikan metode tradisional seperti Sanger sequencing dengan kecepatan, efisiensi, dan cakupan yang jauh lebih luas. Dengan kemampuan untuk mengurutkan jutaan fragmen DNA secara paralel, NGS memungkinkan analisis genetik yang lebih mendalam dan presisi tinggi. Teknologi ini tidak hanya mempercepat diagnosis penyakit genetik tetapi juga mendukung pengembangan pengobatan personalisasi yang disesuaikan dengan profil genom individu.

Apa Itu Next Generation Sequencing?

Next Generation Sequencing (NGS) adalah metode revolusioner untuk menganalisis urutan DNA yang memungkinkan ilmuwan untuk mendapatkan data genom secara lebih cepat dan lebih efisien dibandingkan metode lama. Salah satu keuntungan utama NGS adalah kemampuannya untuk mengurutkan ribuan hingga jutaan fragmen DNA secara simultan. Ini membuka peluang besar dalam pemetaan genom manusia dan mikroorganisme, serta deteksi perubahan genetik yang dapat mempengaruhi penyakit.

Tahapan Proses NGS di Laboratorium

Kunjungan kami ke laboratorium NGS memberikan gambaran menyeluruh mengenai tahapan dalam pipeline NGS. Proses ini sangat detail, dan setiap langkah penting untuk menghasilkan data yang akurat.

• Ekstraksi DNA
  DNA diekstraksi dari sampel biologis seperti darah, jaringan tubuh, atau mikroorganisme. Ini adalah langkah pertama sebelum pemrosesan lebih lanjut.

• Persiapan Sampel
  Setelah DNA diekstraksi, sampel kemudian dipersiapkan untuk proses sequencing. DNA akan dipotong menjadi fragmen-fragmen kecil dan ditandai dengan bahan kimia yang membantu dalam proses sequencing.

• Sequencing
  Dalam tahap ini, mesin sequencing membaca urutan DNA dalam sampel secara paralel, menghasilkan data dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat.

• Analisis Data
  Data yang dihasilkan dari sequencing dianalisis menggunakan perangkat lunak khusus untuk menyusun urutan genom secara lengkap.

 

Aplikasi NGS dalam Dunia Medis dan Penelitian

NGS telah merevolusi cara kita melihat penyakit dan pengobatan. Dalam bidang medis, NGS digunakan untuk mendeteksi penyakit genetik dengan lebih cepat dan tepat. Teknologi ini juga memungkinkan pengembangan terapi yang disesuaikan dengan profil genom individu, yang dikenal dengan pengobatan personalisasi. Selain itu, NGS membantu dalam riset kanker untuk memetakan perubahan genetik yang menyebabkan kanker dan menentukan pengobatan yang tepat.

Harapan Masa Depan NGS

Melihat teknologi NGS yang terus berkembang, kita bisa berharap bahwa masa depan penelitian medis akan semakin cemerlang. Teknologi ini berpotensi untuk membuka lebih banyak kemungkinan dalam diagnosis penyakit, pengobatan personalisasi, dan penelitian tentang kanker serta penyakit genetik lainnya. Dengan inovasi yang semakin canggih dan biaya yang semakin terjangkau, NGS menjadi kunci utama bagi masa depan sains medis. Jika hari ini kita bisa membaca genom seharga ponsel pintar, apa yang mungkin terjadi 10 tahun lagi?