Judul: Peningkatan Produksi Eksopolisakarida pada Escherichia coli melalui Peningkatan Stres Oksidatif dan Penghilangan rpoS
Abstrak: Eksopolisakarida (EPS) merupakan polimer kompleks yang disekresikan mikroorganisme termasuk Escherichia coli ke lingkungan dan dihasilkan sebagai perlindungan hingga menginisiasi pembentukan biofilm. EPS dapat diproduksi oleh berbagai mikroorganisme dan memiliki struktur kimia yang unik dengan fungsi beragam serta menjadi bahan penting yang dapat diaplikasikan di berbagai sektor industri seperti makanan, farmasi hingga untuk bioremediasi. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan terbentuknya EPS diantaranya hiperosmolaritas, oksigen hingga fagositosis. Bakteri E. coli memiliki gen rpoS yang merupakan global regulator dalam menghadapi kondisi stress. Konsenterasi oksigen terlarut pada kultur bakteri dengan jumlah tinggi menyebabkan sel mengalami stress oksidatif sehingga memicu terbentuknya EPS sebagai respon pertahanan sel. Peningkatan produksi EPS dapat dilakukan dengan meningkatkan stres oksidatif terhadap sel bakteri E. coli dan penghilangan global regulator stress dari E. coli yaitu gen rpoS. Tahap awal dari penelitian ini adalah penentuan pengaruh laju pengadukan terhadap produksi eksopolisakarida dimana pengadukan tersebut berfungsi sebagai stres oksidatif fisik yang dilakukan secara bertingkat pada kultur bergoyang (80 rpm, 100 rpm, 120 rpm dan 140 rpm) menggunakan E. coli BW25113 (sel induk) ditumbuhkann pada media LB selama 24 jam suhu 37ºC. Tahap selanjutnya adalah penentuan pengaruh penghilangan rpoS terhadap akumulasi EPS dengan penambahan hidrogen peroksida (H2O2) pada dua variasi konsenterasi (10 mM dan 20 mM) sebagai stres oksidatif kimiawi E. coli BW25113-ΔrpoS (mutan rpoS) pada media M9 ditumbukan 24 jam, suhu 37ºC. Jumlah EPS yang dihasilkan ditentukan berdasarkan nilai total karbohidrat. Hasil menunjukkan dengan peningkatan laju putaran (rpm) pada kultur, produksi EPS menurun seiring ditingkatkannya rpm. Penurunan tersebut diduga disebabkan karena shear stress atau tegangan geser sehingga pembentukan EPS terhambat. Oleh karena itu, karena pada pemberian stres oksidatif secara fisik tren EPS menurun, dilanjutkan dengan penambahan H2O2 sebagai stres oksidatif kimiawi dimana pertumbuhan sel diamati per tiga jam selama 24 jam dan diperoleh hasil pada jam ke-9 terjadi peningkatan produksi EPS dengan jumlah tertinggi, lalu dilakukan pengujian terkait mekanisme metabolisme dihasilkannya EPS berasal dari regulasi rpoS atau non rpoS dengan membandingkan dua strain yakni BW25113 dan ΔrpoS dan hasilnya nilai EPS yang tertinggi dihasilkan oleh ΔrpoS sehingga selanjutnya strain mutan digunakan untuk melihat akumulasi EPS yang terbentuk dengan penambahan H2O2 0 mM, 10 mM dan 20 mM. Hasilnya semakin tinggi H2O2 yang diberikan berbanding lurus dengan nilai EPS yang diperoleh. Oleh karena itu, pemberian stres oksidatif dengan penggunaan E. coli yang telah dihilangkan gen rpoS dapat digunakan untuk menghasilkan EPS, hasilnya akan semakin meningkat seiring dengan peningkatan konsenterasi H2O2.
Keyword: Eksopolisakarida, Escherichia coli, mutan rpoS, stres oksidatif

Judul: Peningkatan Pelekatan Sel Escherichia coli melalui Penambahan Fosfat pada Kondisi Aerobik.
Abstrak: Eksploitasi bahan bakar fosil dapat menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan. Oleh karena itu, penggunaan energi alternatif termasuk dengan memanfaatkan mikrob dalam mengoksidasi substrat atau limbah organik dan inorganik yang menghasilkan energi listrik berperan penting dalam mengatasi hal tersebut. Teknologi pemanfaatan mikroba sebagai penghasil energi listrik dikenal dengan Microbial Fuel Cell (MFC). Salah satu tantangan terbesar dalam pengembangan teknologi MFC ialah menghasilkan pelekatan sel. Kemampuan sel untuk melekat yang diperantarai melalui pili dimanfaatkan sebagai mediator transfer elektron (bionanowires) dalam aplikasi MFC. Pelekatan sel bakteri dapat meningkat dengan merekayasa struktur permukaan atau matriks menggunakan protein. Sementara itu, peningkatan hidrofobisitas sel bakteri menggunakan polimer kationik dan peningkatan “shear force” antara permukaan dengan protein pelekatan yang dihasilkan bakteri menyebabkan peningkatan pelekatan sel. Selain itu, rekayasa metabolisme protein dengan meningkatkan aktivitas enzim fosfotransasetilase melalui pengaturan suhu dapat meningkatkan pelekatan sel. Dengan adanya peningkatan aktivitas PTA diduga menyebabkan terakumulasinya asetil fosfat (AcP) yang merupakan senyawa intermediet berenergi tinggi dan berperan dalam meningkatkan ekspresi-ekspresi gen pembentukan pili. Dalam menjalankan aktivitasnya, PTA diketahui memanfaatkan fosfat inorganik dalam reaksinya mengubah asetil koenzim A menjadi asetil fosfat. Selain itu, keberadaan oksigen menyebabkan aktifnya siklus asam trikarboksilat (TCA) dan mengarahkan metabolisme membentuk asetat sehingga AcP terakumulasi. Penambahan fosfat pada media kultivasi dan pemberian level oksigenasi yang berbeda diharapkan dapat meningkatkan produksi AcP sehingga meningkatkan pelekatan sel. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah mengevaluasi pengaruh penambahan variasi konsentrasi fosfat terhadap pelekatan sel Escherichia coli melalui pembentukan pili dan mengetahui pengaruh peningkatan level oksigenasi terhadap pelekatan sel melalui peningkatan pertumbuhan sel. Galur E.coli yang digunakan dalam penelitian ini yaitu E.coli BW25113. Tahap awal penelitian ialah pembuatan media pra-kultivasi dan kultivasi. Media kultivasi merupakan media minimum yang tidak mengandung fosfat dan selanjutnya dilakukan penambahan variasi konsentrasi fosfat (0 g/L, 1.33 g/L, 3.32 g/L, 6.64 g/L, dan 9.97 g/L). Setelah itu, sampel dikultivasi dengan kecepatan pengadukan 120 rpm selama 24 jam pada suhu 37 ºC. Tahap berikutnya adalah penentuan pengaruh penambahan fosfat terhadap pelekatan sel yang diukur berdasarkan nilai indeks kolonisasi sel pada plat pvc 96-well, pengukuran bobot kering sel (Dry Cell Weight), konsumsi fosfat, fluks karbon, dan visualisasi pili. Untuk penentuan pengaruh level oksigenasi terhadap pelekatan sel dilakukan tahapan yang sama hanya konsentrasi fosfat yang digunakan yaitu 0 g/L dan 9.97 g/L serta diberikan kecepatan pengadukan yang berbeda (120 rpm dan 200 rpm). Analisis nilai indeks kolonisasi didasarkan pada nilai absorbansi yang terukur dari permukaan padat polyvinylchlorida pada 492 nm dan dinyatakan sebagai jumlah sel yang melekat. Pengukuran DCW dilakukan berdasarkan metode pengukuran optical density menggunakan spektrofotometer pada 660 nm. Kemudian analisis konsumsi fosfat dilakukan berdasarkan metode reduksi oleh timah klorida(II) menggunakan spektrofotometer pada 690 nm. Adapun fluks karbon diamati pada profil asam organik (piruvat dan asetat) menggunakan kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT). Tahap akhir adalah visualisasi pili melalui pemanfaatan mikroskop pemayar elektron (SEM). Untuk mengkonfirmasi pengaruh fosfat terhadap pelekatan sel E.coli maka dilakukan tahapan yang sama dengan menggunakan galur E.coli yang telah dihilangkan gen pta-nya. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa konsentrasi fosfat 9.97 g/L memberikan pengaruh signifikan dalam peningkatan pelekatan sel melalui peningkatan nilai Ics dan konsumsi fosfat. Selain itu, penambahan fosfat menyebabkan
Keyword: Escherichia coli, oksigenasi, pelekatan sel, penambahan fosfat

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: