Bakteri Vibrio fischeri

Bakteri Vibrio fischeri

Sebagai Sumber Cahaya

A.    Biologi dan Habitat

Vibrio sp merupakan salah satu bakteri patogen yang tergolong dalam divisi bakteri, klas Schizomicetes, ordo Eubacteriales, Famili Vibrionaceae. Bakteir ini bersifat gram negatif, fakulttif anaerobik, fermentatif, bentuk sel batang dengan ukuran panjang antara 2-3 um, menghasilkan katalase dan oksidase dan bergerak dengan satu flagella pada ujung sel.

Vibrio fisbheri tergolong dalam jenis gram positif heterotrof. Ia dimasukkan dalam golongan ini sebab struktur dinding selnya kaya peptidoglikan (senyawa yang membuat dinding sel kuat) dan ketidakmampuannya berfotosintesis. Secara taksonomi, ia tergolong dalam famili Vibrionaceae, yaitu famili besar yang meliputi bakteri yang bersifat kooperatif maupun patogen terhadap organisme lain.

(www.pnas.org, 2008)

Gambar 3. Bentuk Tubuh Vibrio fischeri

B.    Klasifikasi Bakteri Vibrio fischeri

Adapun klasifikasi dari Vibrio fischeri adalah sebagai berikut  :

Kingdom                     : Bacteria

Phylum                        : Proteobacteria

Class                            : Gammaproteobacteria

Order                           : Vibrionales

Family                         : Noctuoidea

Genus                          : Vibrio

Specific descriptor      : fischeri - (Beijerinck 1889) Lehmann and Neumann 1896  (Approved Lists 1980)

Scientific name           : Vibrio fischeri (Beijerinck 1889) Lehmann and Neumann 1896 (Approved Lists 1980)

(www.bioart.co.uk, 2008)

Gambar 1. Vibrio fischeri dalam media

Keberadaan Vibrio fischeri ini di lautan, terutama di daerah subtropis, sangat melimpah. Ia hidup secara saprofit, pada daerah tertentu yang kaya nutrien. Selain itu, ia pun juga bersimbiosis dengan organisme lain.

Beberapa organisme yang lampu bersimbiosis dengannya adalah ikan dari famili Monocentridae dan Cephalophoda (jenis siput-siputan) seperti Sepiola dan Euprymna. Namun, Vibrio fischeri ini paling sering bersimbiosis yang adalah dengan Euprymna Solopes, jenis cumi-cumi yang terdapat di perairan lautan Hawaii.

C.    Cara Penyerangan dan Tingkat Pathogenitas

Vibrio fischeri dapat menghasilkan cahaya sendiri saat menempel pada inangnya. Bagi organisme inang, cahaya yang diproduksi Vibrio fischeri menjadi pelindung terhadap predatornya. Cahaya itu dapat menghilangkan bayangan tubuhnya yang tampak di bawah permukaan air. Sementara, Vibrio fischeri sendiri melalui simbiosis itu mendapatkan nutrisi dari inangnya.

Proses menempelnya Vibrio fischeri ini bisa dibilang unik. Mulanya, saat inang masih muda (juvenile), ia mengeluarkan senyawa mukoid di dekat tubuh inang. Senyawa ini mempermudah si bakteri mengenali pori- pori tubuh inang. Setelah itu, mikroorganisme ini memasuki pori-pori inangnya dan masuk ke lapisan yang lebih dalam dengan bantuan flagela yang dimilikinya.

Lebih menariknya, ketika Vibrio fischeri ini mulai menempel, inangnya mengeluarkan senyawa racun, yaitu peroksida (H­­2O2). Namun, si bakteri tetap saja menempel. Hal ini disebabkan karena si bakteri memiliki dengan enzim katalase. Dengan enzim tersebut, ia mengkatalisis zat racun tersebut menjadi senyawa lain yang tak berbahaya dan melepaskannya ke lingkungan.

Akibat masuknya Vibrio fischeri, beberapa sel inang mengalami kematian (apoptosis). Sehingga, tubuh mikroorganisme dan inang benar-benar menyatu. Setelah beberapa minggu, mikroorganisme akan kehilangan flagelanya. Ia mengalami pengecilan ukuran dan mulai mengemisikan cahaya. Emisi cahaya oleh mikroorganisme inilah yang menyebabkan bagian tertentu cumi-cumi tampak bercahaya. Hal ini sering disebut light organ.

(www.metafilter.com, 2008)

Gambar 2. Simbiosis Vibrio fischeri dengan Loligo sp.

Ekspresi dari cahaya itu dikendalikan oleh gen-gen Vibrio fischeri, yakni luxA dan luxB. Gen-gen tersebut mengendalikan produksi enzim luciferace. Dalam tubuh bakteri ini dua gen tersebut diorganisir oleh sebuah operon, yakni sekelompok gen yang ekspresinya diatur oleh protein operator-regulator.

Operon tak hanya terdiri dari luxA dan luxB. Ia juga tersusun atas luxI, luxC, luxD, luxE dan luxG. LuxI berfungsi dalam mengendalikan pembentukan enzim yang bertanggung jawab membentuk senyawa sinyal, N-(3-oxyhexanol) Homoserine Lactone (AHL)

Untuk mengaktifkan luxA dan luxB, Vibrio fischeri menggunakan sebuah sistem yang disebut quorum sensing. Quorum sensing ini memungkinkan bakteri untuk berkoordinasi guna merespon perubahan kondisi lingkungan yang terjadi.

Senyawa sinyal yang dihasilkan LuxI tersebut kemudian disekresikan ke lingkungan. Pada populasi sel yang kecil, senyawa sinyal yang diproduksi pun juga sedikit. Hal ini menyebabkan senyawa tersebut tak mampu ditangkap oleh protein penangkap sinyal (LuxR). Oleh karena itu, populasi sel harus besar agar senyawa sinyal mampu diproduksi dan dapat ditangkap oleh LuxR.

Ketika LuxR mampu menangkap senyawa sinyal, ia bersama AHL akan membentuk suatu kompleks. Ia kemudian terikat pada suatu daerah di DNA yang disebut lux box. Terbentuknya kompleks inilah yang menyebabkan luxA dan luxB teraktifkan.

Vibrio fischeri dapat digunakan untuk memprediksi tingkat pencemaran yang terjadi. Adanya zat pencemar menyebabkan cahaya yang diproduksi makin redup. Senyawa racun tersebut akan menghambat pembentukan senyawa sinyal sehingga produksi cahaya pun terhamabat.

            Vibrio sp. dalam penyerangannya diperkirakan bahwa kerusakan yang terjadi tersebut diakibatkan oleh serangan bakteri dengan populasi yang sangat padat. Bakteri ini mudah menular lewat luka-luka ikan yang lain akibat sentuhan ekor yang sakit. Bakteri yang paling dominan adalah Vibro sp karena mempunyai kemampuan yang baik untuk hidup di air laut dan pertumbuhannya untuk membentuk koloni lebih cepat dibandingkan dengan bakteri yang lain. Pada dasarnya penyakit ini tidak begitu berbahaya, tetapi yang menjadikan bahaya justru infeksi sekunder jenis bakteri lain yang dapat memperparah penyakit tersebut dan menyebabkan kematian ikan.

            Berdasarkan pengamatan visual terhadap bakteri pathogen spesies Vibrio, maka bakteri ini dapat dibedakan berdasarkan warna, bentuk, dan ukuran koloni yang tumbuh pada media TCBS agar setelah masa inkubasi 24 - 48 jam pada suhu kamar (30°C). Bakteri dari spesies Vibrio secara langsung akan menimbulkan penyakit (pathogen), yang dapat menyebabkan kematian biota laut yang menghuni perairan, dan secara tidak langsung bakteri yang terbawa biota laut seperti ikan akan dikonsumsi oleh manusia, sehingga menyebabkan penyakit pada manusia.

D.    Ciri-ciri Ikan yang Terserang

Ikan yang terkena Vibriosisi akibat suntikan bakteri tersebut, akan mengalami perubahan warna kulit menjadi lebih gelap dan daerah bekas suntikan akan menjadi borok. Selanjutnya akan terjadi pendarahan pada bagian peritonial dan ginjalnya akan rusak. Selain itu ikan juga menunjukkan gejala ikan kurang nafsu makan, busuk sirip dan akumulasi cairan di bagian abdomen.

E.    Cara Diagnosis, Pengobatan dan Pencegahan

Quorum sensing pada bakteri digunakan unutk regulasi produk-produk metabolit sekunder mereka seperti bioilumunosensi pada Vibrio fischeri, Transfer plasmid Ti pada Agrobacterium tumafaciens dan produksi antibiotik phenazine pada Pseudomonas aureofaciens.

Pada pengobatan vibriosis dapat dilakukan dengan cara penambahan antibiotik dapat dilakukan antara lain :

• Menggunakan Oxytetracycline sebanyak 0,5 garam per kg makanan ikan selama 7 hari.
• Menggunakan Sulphonamides 0,5 gram per kg makanan ikan selama 7 hari.
• Chloromphenicol sebanyak 0,2 gram per kg berat makanan ikan selama 4 hari.

             Apabila ikan tak mau makan, cobalah pengobatan dengan perendaman sbb :

• Nitrofurozon 15 ppm, selama lebih kurang 4 jam.
• Sulphonamides 50 ppm, selama lebih kurang 4 jam.

DAFTAR PUSTAKA

Dunlap, P. V., Kumiko Kita, Tsukamoto, John B. Waterbury, Sean M. Callahan. 1995. Isolation and characterization of a visibly luminous variant of Vibrio fischeri strain ES114 from the sepiolid squid Euprymna scolopes. http://www.medmicro.wisc.edu/labs/mcfall_ruby_papers/pdf/1995/Dunlap_Callahan_Sep1995_ArchMicrobiol.pdf

Feliatra. 1999. Identifikasi Bakteri Patogen (Vibrio Sp) Di Perairan Nongsa Batam Propinsi Riau. http://www.unri.ac.id/jurnal/jurnal_natur/vol2/5.pdf.

Hoffmann, C., D. Sales, N. Christofi. 2003. Combination ecotoxicity and testing of common chemical discharges to sewer using the Vibrio fischeri luminescence bioassay. http://www.im.microbios.org/2003/Hoffman.pdf

V. Kalcienė, A. Cetkauskaite. 2006. Effects of elemental sulfur and metal sulfides on

Vibrio fischeri bacteria. http://images.katalogas.lt/maleidykla/Bio62.pdf

Zhou, X., Hideo Ukamura, Sinichi Nagata. 2006. Applicability of Luminescent Assay Using Fresh Cells of Vibrio fischeri for Toxicity Evaluation. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12730711.pdf