LAPORAN TTKHKP DAN BADAN POM

Ringkasan Pengkajian Keamanan Pangan Jagung PRG Event GA21
I.
Pendahuluan
Jagung PRG event GA21 adalah produk perusahaan Syngenta yang tidak ada
bedanya dengan jagung non PRG kecuali dari sifat toleran herbisida glifosat.
Jagung PRG event GA21 telah digunakan sebagai pangan dan atau pakan di 14
negara yaitu Amerika Serikat (1996), Jepang (1999), Kanada (1999), Australia
(2000), Afrika Selatan (2002), Korea Selatan (2002), Meksiko (2002), Filipina (2003),
Taiwan (2003), Cina (2004), Argentina (2005), Uni Eropa (2006), Rusia (2007), dan
Brasil (2008).
Berdasarkan Peraturan Kepala Badan POM Nomor HK.00.05.23.3541 Tahun 2008
tentang Pedoman Pengkajian Keamanan Pangan Produk Rekayasa Genetik,
TTKHKP telah melakukan pengkajian keamanan pangan jagung PRG event GA21
berdasarkan informasi genetik dan informasi keamanan pangan yang terdiri atas
kesepadanan substansial, alergenisitas, dan toksisitas sebagaimana diuraikan di
bawah ini.
II.
II.1
Informasi Genetik
Elemen Genetik
Jagung PRG event GA21 mengandung satu gen interes yaitu mEPSPS
(mutated/modified maize EPSPS). EPSPS adalah 5 enolpyruvyl shikimate-3phosphate synthase yang bertanggung jawab dalam toleransi terhadap herbisida
glifosat. Promoter yang digunakan adalah r-act (rice actin) dari tanaman padi,
dengan terminator NOS (nopaline synthase) dari Agrobacterium tumefaciens.
II.2
Sumber Gen Interes
Gen EPSPS berasal dari jagung dan telah dimodifikasi menghasilkan dua perubahan
spesifik dibanding dengan EPSPS asli jagung. Perubahan tersebut adalah pada
asam amino posisi 102 (treonin menjadi isoleusin) dan 106 (prolin menjadi serin).
Oleh karena itu gen EPSPS dalam jagung PRG event GA21 ini disebut gen
mEPSPS (mutated/modified maize EPSPS). Gen mEPSPS, di dalam jagung PRG
event GA21 mengekspresikan toleransi terhadap herbisida yang mengandung
glifosat.
II.3
Sistem Transformasi
Jagung PRG event GA21 dirakit menggunakan plasmid pDPG434 melalui teknik
transformasi dengan penembakan partikel (microprojectile bombardment) pada kultur
sel suspensi (suspension culture cells) tanaman jagung. Plasmid berasal dari vektor
pSK yang umumnya digunakan di dalam biologi molekuler dan diperoleh dari pUC19.
Fragmen restriksi NotI mengandung kaset ekspresi (expression cassette) yang
digunakan untuk transformasi. Fragmen restriksi mengandung mEPSPS, tetapi tidak
mengandung awal replikasi (origin of replication), gen bla atau partial lacZ sequence.
1
II.4
Stabilitas Genetik
DNA yang disisipkan ke dalam genom jagung PRG event GA21 yang dikaji dengan
Southern blot menunjukkan kestabilan sampai tiga generasi silang balik secara
berurutan. Sifat yang diintroduksikan mengalami segregasi sebagai lokus tunggal
mengikuti pewarisan sifat sesuai dengan hukum Mendel.
II.5
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengkajian informasi genetik dapat disimpulkan bahwa :
a. Gen interes (mEPSPS) yang diintroduksikan ke jagung PRG event GA21 berasal
dari jagung dan tidak berasal dari sumber alergen;
b. Gen interes (mEPSPS) yang diintroduksikan ke jagung PRG event GA21 masih
stabil pada tiga generasi silang balik [Back Cross (BC3)];
c. Jagung PRG event GA21 mengandung satu kopi gen mEPSPS;
d. Gen interes (mEPSPS) yang diintroduksikan ke jagung PRG event GA21
mengikuti pewarisan sifat sesuai dengan hukum Mendel; dan
e. Jagung PRG event GA21 tidak ada bedanya dengan jagung non PRG kecuali
pada sifat toleran herbisida glifosat.
II.6
Pustaka
Scott Rabe, Derrick Pulliam, Brian Harper, and Tanya Chalk. 2006. Molecular
Characterization of Transgenic Maize Event GA21. Syngenta Seeds Biotechnology
Report No. SSB-131-05 A1. Syngenta Biotechnology, Inc. Regulatory Science &
Product Support. Post Office Box 12257. 3054 East Cornwallis Road. Research
Triangle Park, North Carolina, USA 27709-2257
III.
Informasi Keamanan Pangan
III.1
Kesepadanan Substansial
Hasil pengkajian kesepadanan substansial jagung PRG event GA21 secara lengkap
dilaporkan dalam Syngenta Seeds Biotechnology Report No. SSB-126-05 berjudul:
“Compositional Analysis of Grain and Forage from Maize Event GA21 Expressing a
Double Mutated Maize 5-Enol Pyruvylshikimate-3- Phosphate Synthase (mEPSPS)”
(Catherine Kramer and Justin De Fontes, 2005).
Dalam laporan tersebut disajikan hasil pengujian komposisi zat gizi utama biji jagung
dan bagian tanaman jagung lainnya (forage) yang berasal dari jagung PRG event
GA21 dan tanaman jagung non PRG, dari enam lokasi di Amerika Serikat pada
tahun 2004. Keenam lokasi tersebut adalah: Bloomington, IL; Shirley, IL; Bondville,
IL; Glidden, IA; Stanton, MN; dan Faribault, MN.
Pengujian laboratorium yang dilakukan pada biji jagung meliputi: proksimat (kadar
air, protein, lemak, abu, dan karbohidrat), pati, acid detergent fiber (ADF), neutral
detergent fiber (NDF), mineral (Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, P, K, Na, Zn dan Se), vitamin
(beta-karoten, asam folat, B1, B2, B3, B6, C, dan E), komposisi asam amino,
komposisi asam lemak, asam ferulat dan para-kumarat, furfural, inositol, asam fitat,
rafinosa, dan inhibitor tripsin. Sedangkan pada bagian tanaman jagung (forage),
pengujian yang dilakukan adalah proksimat (kadar air, protein, lemak, abu, dan
karbohidrat), ADF, NDF, dan mineral (Ca, P).
Hasil pengujian menunjukkan bahwa komposisi zat gizi utama tidak berbeda nyata
antara jagung PRG event GA21 dengan jagung non PRG. Hanya beta-karoten yang
secara nyata lebih tinggi kadarnya pada jagung PRG event GA21 dibandingkan
2
dengan jagung non PRG, namun masih dalam kisaran data yang dipublikasikan
dalam pustaka (ILSI, 2004; USDA, 2004; OECD, 2002; Souci, 1994 dan Watson,
1987).
Dari hasil pengkajian kesepadanan substansial dapat disimpulkan bahwa jagung
PRG event GA21 sepadan secara substansial dengan jagung non PRG.
III.2
Alergenisitas
Analisis alergenisitas dilakukan di laboratorium Syngenta yang telah menerapkan
Good Laboratory Practice, dan di Central Toxicology Laboratory, Alderley Park
Macclesfield, Cheshire, UK.
Gen mEPSPS yang ditransformasikan ke dalam jagung PRG event GA21
mengekspresikan protein dengan 576 asam amino termasuk transit peptida yang
mengandung 131 asam amino yang kemudian menghasilkan protein mEPSPS
matang dengan 445 asam amino (47,4 kDa). Hasil analisis homologi sekuen asam
amino menunjukkan 99,3% identik dengan enzim wild-type yang berasal dari jagung
non PRG.
Analisis Western blot dilakukan terhadap ekstrak jaringan jagung PRG event GA21
dan jagung non PRG. Analisis ini mengkonfirmasikan ekspresi protein 47,4 kDa yang
merupakan ukuran protein utuh (full-length) mEPSPS. Jumlah protein pada jagung
PRG 24 kali protein pada jagung non PRG.
Enzim mEPSPS yang diekspresikan pada E. coli digunakan sebagai reference
material dalam banyak percobaan. Enzim ini dibandingkan dengan enzim yang
diekspresikan pada jagung PRG. Kesetaraan diperlihatkan oleh data berat molekul
yang sama yaitu 47,4 kDa. Selain itu ditunjukkan dengan reaksi silang imunologis
dengan antibodi mEPSPS yang sama. Pada kedua protein juga tidak terjadi reaksi
glikosilasi pasca translasi. Kedua protein menunjukkan sekuen asam amino Nterminal yang sama. Dengan demikian protein mEPSPS dari E. coli rekombinan
setara dengan protein mEPSPS dari jagung PRG. Pengujian dengan protein E. coli
dapat dijadikan acuan dalam menyimpulkan uji serupa bagi protein yang diproduksi
pada tanaman jagung.
Homologi sekuen asam amino dianalisis dengan memasukkan putative ORF protein
sebagai query. Program bio-informatik yang digunakan adalah BLASTP dan program
Shuffle Protein. Entry dibandingkan dengan SWISS-PROT Allergen Database
(SWISS-PROT, 2001), List of Allergens Database (International Union of
Immunological Societies, 2001), FARRP Protein Allergen Database (Food Allergy
Research and Resource Program, 2001) dan National Center for Biotechnology
Information (NCBI) Entrez Protein Database (NCBI, 2005). Hasilnya menunjukkan
tidak ada homologi dengan sekuen toksin atau alergen pada database.
Uji bioinformatik dan homologi sekuen asam amino protein mEPSPS dengan sekuen
asam amino alergen yang diperoleh dari SBI Allergen Database menunjukkan tidak
homolog. Pengujian juga dilakukan dengan menggunakan piranti FASTA search
algorithm untuk mencari identitas > 35% pada peptida 80 asam amino dan mencari 8
asam amino berurutan yang biasa dijumpai pada sekuen alergen (lokasi yang dapat
mengikat IgE). Pencarian tersebut juga menunjukkan hasil negatif.
Uji daya cerna protein in vitro telah dilakukan terhadap protein mEPSPS dari jagung
PRG event GA21 dan hasilnya dilaporkan sebagai company report (Amended Report
No 1, Replaces Original Report Issued June 10, 2005. Study No. GA21-04-04.
Report No.SSB-007-05 A1, berjudul “In vitro Digestibility of Double-Mutated Maize 5Enol Pyruvylshiki-mate-3-Phosphate Synthase (mEPSPS) Test Substances GA21-
3
0104 and IAPGA21-0105 under Simulated Mammalian Gastric Conditions” oleh
Gerson Graser). Penelitian dilaksanakan dari tanggal 7 Januari 2005 sampai tanggal
29 November 2005 di Syngenta Biotechnology, Inc., Regulatory Science & Product
Support, 3054 East Cornwallis Road, Post Office Box 12257, Research Triangle
Park, North Carolina, USA 27709-2257.
Pengujian ini dilakukan untuk menguji kepekaan protein (enzim) mEPSPS terhadap
degradasi proteolitik dalam simulated mammalian gastric fluid (SGF) yang
mengandung enzim pepsin. Protein mEPSPS yang digunakan diperoleh dari dua
sumber, yaitu jagung PRG event GA21 dan Escherichia coli rekombinan.
Hasil analisis menunjukkan tidak ada protein mEPSPS, baik yang berasal dari
jagung maupun bakteri, yang utuh (intact) setelah dicerna oleh enzim pepsin selama
1 menit, yang dievaluasi dengan SDS-PAGE dan analisis Western blot. Setelah
dicerna oleh enzim pepsin selama 5 menit, tidak terdapat lagi fragmen mEPSPS dari
kedua sumber tersebut.
Pengujian ini menyimpulkan bahwa protein mEPSPS yang diekspresikan pada
jagung PRG event GA21 dapat segera dicerna oleh enzim pepsin dalam lambung
mamalia seperti halnya protein jagung non PRG.
Studi pengaruh suhu terhadap protein mEPSPS menggunakan ELISA menunjukkan
protein ini terdenaturasi sempurna (kehilangan imunoreaktifitas) pada suhu 65°C dan
90°C, walaupun pada suhu 25°C dan 37°C protein ini stabil sampai 30 menit
inkubasi.
Keberadaan fragmen mEPSPS berukuran 10 kDa atau yang lebih kecil, dianalisis
dari data SDS-PAGE dan Western blot menggunakan 6 jenis antibodi mEPSPS
poliklonal asal kelinci dan kambing. Data Western blot meyakinkan tidak adanya
fragmen kecil mEPSPS yang berpotensi alergenik.
Dari hasil pengkajian alergenisitas dapat disimpulkan bahwa protein mEPSPS tidak
menunjukkan adanya potensi dapat menimbulkan alergi.
III.3
Toksisitas
Pengujian toksisitas dilakukan melalui studi toksisitas akut pada mencit. Selain itu
dilakukan juga studi pakan pada ayam broiler.
III.3.1
Studi Toksisitas Akut pada Mencit
Uji toksisitas akut terhadap protein mEPSPS dari jagung PRG event GA21 telah
dilakukan pada mencit, dan hasilnya dilaporkan sebagai company report
(CTL/AM7513/REGULATORY REPORT, Issued 02 June 2005) dengan judul “GA210104: Single Dose Oral Toxicity Study in the Mouse” oleh E. Barnes. Penelitian
dilaksanakan dari tanggal 17 Januari 2005 sampai tanggal 2 Juni 2005 (study
completion date) di Central Toxicology Laboratory, Alderley Park Macclesfield,
Cheshire, UK.
Pengujian menggunakan mencit strain Alpk:APfCD-1 yang berumur 8-12 minggu.
Mencit dibagi dalam dua grup yaitu grup kontrol (tanpa diberi protein mEPSPS) dan
grup perlakuan (diberi protein mEPSPS dengan dosis 2000 mg/kg berat badan,
dilakukan secara oral dengan gavage pada dosis 2 ml per 100 g). Jumlah mencit per
grup masing-masing 5 mencit jantan dan 5 mencit betina.
Pada hari kedua percobaan terdapat satu ekor mencit yang mati dari grup perlakuan.
Pengamatan post mortem menunjukkan terdapatnya senyawa berwarna putih dalam
paru-parunya. Disimpulkan bahwa kematian tersebut bukan disebabkan karena
4
toksisitas protein yang diuji melainkan karena kesalahan memasukkan bahan
percobaan secara oral, yang ternyata masuk ke saluran tenggorokan dan akhirnya
ke paru-paru.
Analisis pengujian menghasilkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang nyata dalam
hal berat badan, konsumsi ransum, parameter hematologi dan berat organ dalam di
antara kedua grup maupun di antara jenis kelamin yang berbeda.
Pengamatan makroskopik terhadap organ dalam tidak menunjukkan adanya
perbedaan yang nyata diantara kedua grup, demikian pula pengamatan mikroskopik.
Pengujian ini menyimpulkan bahwa protein mEPSPS yang diekspresikan pada
jagung PRG event GA21 termasuk dalam golongan zat yang dianggap tidak toksik.
III.3.2
Studi Pakan pada Ayam Broiler
Studi pakan telah dilakukan untuk menguji apakah bahan pakan dari jagung PRG
event GA21 memberikan pengaruh negatif pada ayam broiler, dibandingkan dengan
jagung non PRG sebagai kontrol. Hasilnya dilaporkan sebagai company report yaitu
Evaluation of Event GA21 Transgenic Maize (Corn) in Broiler Chickens oleh John T.
Brake. Penelitian dilaksanakan dari tanggal 23 November 2004 sampai dengan
tanggal 10 Januari 2005 (49 hari) dan dilaporkan pada tanggal (study completion
date) 24 Juni 2005 di Department of Poultry Science, North Carolina State University,
Chicken Education Unit, Lake Wheeler Road Field Laboratory, 4108 Lake Wheeler
Road, Raleigh, North Carolina, USA.
Pengujian menggunakan ayam Ross 344 jantan dan Ross 308 betina, berjumlah
1200 ekor ayam, yang dibagi ke dalam 48 kelompok (25 ekor per kelompok, dengan
jenis kelamin yang sama). Pakan dan air diberikan secara ad libitum, pakan
diformulasi mengandung jagung PRG event GA21 (pakan yang diuji) dan jagung non
PRG (sebagai kontrol).
Percobaan dilakukan selama 49 hari dan pengamatan dilakukan pada hari ke-1, ke21, ke-35 dan ke-49. Hasil percobaan menunjukkan tidak ada perbedaan yang nyata
antara jagung PRG event GA21 dengan jagung non PRG dalam hal berat badan dan
konsumsi ransum.
Pengujian ini menyimpulkan bahwa jagung PRG event GA21 tidak menunjukkan efek
toksik terhadap ayam broiler.
Dari hasil pengkajian toksisitas dapat disimpulkan bahwa protein mEPSPS termasuk
dalam golongan zat yang dianggap tidak toksik.
IV.
Kesimpulan
Atas dasar beberapa uraian tentang informasi genetik dari gen mEPSPS yang
disisipkan dalam Jagung PRG event GA21; analisis kesepadanan substansial antara
komposisi Jagung PRG event GA21 dengan jagung non PRG; serta alergenisitas
dan toksisitas dari protein mEPSPS, maka dapat disimpulkan bahwa jagung PRG
event GA21 dapat dinyatakan aman untuk dikonsumsi sebagai bahan pangan.
5