Tahukah Anda bahwa sebagian besar limbah organik di dunia berakhir di tempat pembuangan akhir, yang secara signifikan berkontribusi pada emisi gas rumah kaca? Para ilmuwan di Macquarie University telah mengembangkan solusi revolusioner untuk mengatasi masalah ini: lalat tentara hitam yang dimodifikasi secara genetik. Serangga inovatif ini dapat merevolusi pengelolaan limbah dengan mengubah limbah organik menjadi produk berharga seperti pakan ternak dan bahan baku industri.
Masalah Limbah Organik
Limbah organik, seperti sisa makanan dan produk sampingan dari pengolahan limbah, menyumbang sekitar 40-70% dari limbah di tempat pembuangan akhir. Ketika dibiarkan membusuk di tempat pembuangan akhir, limbah ini menghasilkan metana, CH4, gas rumah kaca yang 28 kali lebih kuat daripada karbon dioksida, CO2. Selain itu, tantangan pengelolaan limbah sangat parah di negara-negara berkembang di mana layanan publik mungkin terbatas, yang menyebabkan pembuangan terbuka dan polusi.
Apa itu Lalat Tentara Hitam?
Lalat tentara hitam (Hermetia illucens) adalah serangga yang dikenal karena kemampuannya mengonsumsi sejumlah besar limbah organik dengan cepat. Lalat ini sudah digunakan secara komersial untuk mengolah limbah dan menghasilkan pakan kaya protein untuk hewan peliharaan, ayam, dan ikan. Namun, para ilmuwan percaya bahwa dengan rekayasa genetika, lalat tentara hitam dapat melakukan lebih banyak hal.
Bagaimana Rekayasa Genetika Dapat Membantu
Tim peneliti di Macquarie University sedang bekerja untuk memodifikasi lalat tentara hitam agar dapat mengolah berbagai jenis limbah. Rekayasa genetika memungkinkan serangga ini untuk mengurai limbah dengan lebih efisien dan menghasilkan bahan industri bernilai tinggi seperti enzim dan lipid. Produk ini memiliki berbagai aplikasi, termasuk dalam nutrisi hewan, bioplastik, dan biofuel.
a) Mengoptimalkan protokol pemeliharaan skala laboratorium untuk meminimalkan kebutuhan ruang, menyederhanakan formulasi media dan alat untuk penyimpanan jangka panjang. b) Menyederhanakan protokol transgenesis dan mengkarakterisasi bagian genetik seperti promotor yang spesifik terhadap jaringan dan molekul kecil. c) Pembentukan pengujian enzim throughput tinggi dan kemampuan evolusi terarah dalam kultur sel lalat tentara hitam. d) Menetapkan pola ekspresi optimal dalam model genetik serangga, D. melanogaster.
Manfaat Lalat Tentara Hitam yang Dimodifikasi Secara Genetik
- Mengurangi Emisi Gas Rumah Kaca:
- Dengan mengalihkan limbah organik dari tempat pembuangan akhir, lalat tentara hitam membantu mengurangi emisi metana, yang berkontribusi pada upaya melawan perubahan iklim.
- Mengubah Limbah Menjadi Produk Berharga:
- Lalat tentara hitam yang dimodifikasi dapat mengubah limbah menjadi pakan ternak yang lebih bergizi, meningkatkan kualitas diet ternak.
- Menangani Bahan Kimia Beracun:
- Lalat tentara hitam dapat direkayasa untuk menguraikan zat berbahaya seperti per- dan polifluoroalkyl (PFAS), yang dikenal sebagai “bahan kimia abadi.”
- Skalabilitas dan Efisiensi Biaya:
- Berbeda dengan pengolahan limbah menggunakan mikroba, lalat tentara hitam tidak memerlukan kondisi steril atau input air dan energi yang besar. Mereka dapat mengolah limbah di lingkungan alami.
Baca juga : “Bahan Kimia Abadi” : Tinjauan Baru Menunjukkan Betapa Banyak Hal yang Masih Belum Kita Ketahui
Aplikasi Biomanufaktur BSF
- Industri Pakan Ternak: Pasar pakan ternak global bernilai sekitar USD 500 miliar. Lalat tentara hitam yang direkayasa dapat menjadi alternatif berkelanjutan dan kaya nutrisi dibandingkan bahan pakan tradisional.
- Bahan Biomaterial Industri: Lalat tentara hitam dapat dimodifikasi untuk menghasilkan enzim yang digunakan dalam tekstil, deterjen, dan produksi kertas.
- Produksi Pupuk: Limbah serangga yang disebut frass dapat digunakan sebagai pupuk organik yang meningkatkan kualitas tanah dan pertumbuhan tanaman.
Tantangan dan Langkah Keamanan
Meskipun memiliki potensi besar, pengenalan serangga yang direkayasa secara genetik memiliki tantangan. Salah satu kekhawatiran adalah risiko penyebaran dan konsekuensi lingkungan yang tidak diinginkan. Untuk mengatasi hal ini, para ilmuwan menerapkan strategi pengendalian genetika, memastikan bahwa lalat tentara hitam yang direkayasa tidak dapat berkembang biak di luar lingkungan yang terkendali. Pengendalian ini mencakup penghalang fisik dan perlindungan genetik yang mencegah kelangsungan hidup di alam liar.
Komersialisasi dan Prospek Masa Depan
Komersialisasi lalat tentara hitam yang dimodifikasi secara genetik sudah berlangsung melalui perusahaan spin-out Macquarie University, EntoZyme. Tujuannya adalah memperluas infrastruktur peternakan lalat tentara hitam yang sudah ada untuk mencakup lalat yang direkayasa secara genetik yang dapat menghasilkan produk industri bernilai tinggi secara efisien.
Ke depan, upaya penelitian dan pengembangan lebih lanjut akan berfokus pada peningkatan teknik rekayasa genetika dan memperluas produksi untuk memenuhi kebutuhan pengelolaan limbah global.
Kesimpulan
Lalat tentara hitam yang dimodifikasi secara genetik menawarkan solusi yang menarik dan berkelanjutan untuk salah satu tantangan pengelolaan limbah terbesar di dunia. Dengan mengubah limbah organik menjadi produk berharga, serangga ini dapat berkontribusi pada ekonomi sirkular, mengurangi emisi tempat pembuangan akhir, dan mendukung industri dengan alternatif ramah lingkungan. Dengan penelitian dan investasi yang berkelanjutan, lalat tentara hitam yang direkayasa dapat memainkan peran penting dalam mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan global.
Referensi :
[1] https://lighthouse.mq.edu.au/article/july-2024/how-genetically-modified-flies-can-reduce-waste-and-keep-it-out-of-landfills, diakses pada 24 Januari 2025.
[2] Kate Tepper, Owain Edwards, Anwar Sunna, Ian T. Paulsen, Maciej Maselko. Diverting organic waste from landfills via insect biomanufacturing using engineered black soldier flies (Hermetia illucens). Communications Biology, 2024; 7 (1) DOI: 10.1038/s42003-024-06516-8
