Judul: PREDICTION OF BALI BULL SPERM FERTILITY THROUGH CELLULAR AND TRANSCRIPTOMIC STUDIES, AND DEVELOPMENT OF MICROFLUIDIC DEVICES
Abstrak: Sapi bali merupakan sapi asli Indonesia yang memiliki banyak keunggulan, antara lain mudah beradaptasi dengan berbagai jenis pakan, kondisi lingkungan dan iklim yang ekstrim, serta memiliki kondisi reproduksi yang baik. Prediksi fertilitas calon pejantan unggul, termasuk sapi bali, dilakukan melalui Breeding Soundness Examination (BSE). Hal ini dinilai kurang akurat karena belum mampu menggambarkan secara utuh mengenai kompetensi spermatozoa untuk fertilisasi. Hal ini mengakibatkan perlu dilakukannya investigasi komprehensif yang mengaitkan kualitas semen dengan angka konsepsi di lapangan. Indikator penentu potensi fertilitas pejantan adalah melalui pemeriksaan kualitas semen. Evaluasi semen yang umumnya dilakukan secara konvensional belum sepenuhnya mampu mendeskripsi prediksi fertilitas secara tepat dan akurat, sehingga dieksplorasi dengan memanfaatkan kemajuan teknologi, seperti penggunaan Computer-Assisted Sperm Analysis (CASA) hingga perangkat mikrofluida. CASA dapat memeriksa ribuan sel spermatozoa sekaligus dengan lebih akurat dan objektif, bahkan mencakup berbagai parameter uji dalam satu waktu. Perangkat mikrofluida menjadi salah satu alternatif penguji kualitas semen dengan alat dan bahan sederhana, volume sampel kecil, harga terjangkau, waktu singkat, dapat digunakan secara mandiri, dan praktis digunakan di segala tempat. Pengujian kualitas semen secara mendalam hingga tingkat molekuler juga mulai dikembangkan melalui pendekatan teknologi omic yang mampu mengkaji molekul transkripsi dan translasi di dalam spermatozoa. Teknologi ini mampu menyajikan data ekspresi gen untuk memvalidasi fungsi spermatozoa dalam spermatogenesis, fertilisasi, dan perkembangan embrio sebagai parameter fertilitas pejantan. Penggunaan teknologi ini dalam perkembangan industri peternakan telah menjadi metode utama yang dapat diterapkan secara luas untuk memprediksi potensi fertilitas pejantan melalui analisis transkriptom spermatozoa. Penelitian bertujuan untuk 1) mengkaji karakteristik semen sapi bali, 2) menganalisis berbagai parameter kinematic motilitas dan morfologi abnormalitas spermatozoa menggunakan CASA dan kaitannya dengan fertlitas, 3) menguji penggunaan perangkat mikrofluida berbasis benang dalam menganalisis kualitas semen pada parameter viabilitas spermatozoa, dan 4) mempelajari ekspresi gen PRM1 dan imunolkalisasi protein PRM1 spermatozoa pada sapi bali dengan tingkat fertilitas berbeda. Penelitian pertama dilakukan dengan mengelompokkan sapi bali yang dibagi menjadi kelompok fertilitas suprior dan baik (SF dan GF) berdasarkan nilai conception rate (%CR). Semen beku dikoleksi dan dievaluasi secara mikroskopis, meliputi motilitas, viabilitas, keutuhan membran plasma (MPU), abnormalitas, dan fragmentasi DNA spermatozoa. Perbedaan kualitas semen pada masing-masing kelompok dianalisis menggunakan independent-sample t-test. Rerata %CR kelompok SF dan GF masing-masing adalah 89,43±0,19% dan 81,03±0,75%. Motilitas, viabilitas, MPU, abnormalitas, dan fragmentasi DNA spermatozoa pada kelompok SF dan GF adalah 59,32±2,09% vs 51,90±1,64% (P<0,05), 66,57±0,95% vs 65,64±1,20% (P>0,05), 69,20 ±2,76 vs 64,18±2,50% (P>0,05), 1,92±0,15% vs 2,32±0,13% (P<0,05), dan 2,17±0,29% vs 3,03±0,23% (P<0,05). Perbedaan signifikan antara karakteristik kualitas semen beku sapi antara kelompok SF dan GF ditemukan pada parameter motilitas progresif, abnormalitas dan fragmentasi DNA spermatozoa. Namun, seluruh parameter memiliki korelasi kuat dengan tingkat fertilitas, yang mana parameter motilitas, viabilitas dan keutuhan membran plasma spermatozoa berkorelasi positif, sedangkn abnormalitas dan fragmentasi DNA spermatozoa memiliki korelasi negatif dengan tingkat fertilitas sapi bali. Karakteristik semen sapi bali dengan demikian, dapat dijadikan sebagai indikator awal dalam memprediksi fertilitas pejantan. Penelitian kedua dilakukan dengan mengevaluasi semen berdasarkan parameter kinematika motilitas spermatozoa (progressive motility/PM, curvilinear velocity/VCL, average path/VAP, straight line velocity/VSL, the amplitude of the lateral head displacement/ALH, dan beat-cross frequency/BCF) dan morfologi abnormal (proximal droplet, distal droplet, bent tail, dan coiled tail)
Keyword: biomarka, fertilitas pejantan, mikrofluida, PRM1, sapi bali, Bali cattle, biomarkers, male fertility, microfluidics, PRM1