Tim mahasiswa Biologi UGM yang terdiri dari Irfan Agus Nugroho (Biologi 2021), Laila Nurul Ilma (Biologi 2021), dan Fika Zulfiani (Biologi 2021) berhasil meraih nominasi Bronze Medal Quartile dalam kompetisi Scientific Paper pada perlombaan Agritech Research and Entrepreneurship Innovation (AGREETION) 2024 subtema “Environmental Sustainability Innovation”. AGREETION 2024 merupakan kompetisi scientific paper dan business plan tingkat internasional yang diselenggarakan oleh Agritech Research and Study Club (ARSC) Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya dengan tema “Accelerating Agriculture and Agro-Industry Towards Sustainable Welfare with Eco-Friendly and Clean Production Principles”. Kompetisi ini diikuti oleh total 42 Universitas dari 3 Negara berbeda dan dilaksanakan pada tanggal 20 April – 1 Juni 2024 yang dilakukan secara daring.

Karya tulis ilmiah yang diusung pada kompetisi ini berjudul “Algae Screens: Eco-friendly Sunscreen Based on Red Algae (Palmaria palmata) as an Effort to Prevent Damaged Coral Reef Ecosystems.” Karya ini dilatarbelakangi oleh potensi terumbu karang di Indonesia yang melimpah namun terancam mengalami degradasi, salah satunya akibat penggunaan tabir surya (sunscreen) yang larut ke dalam air. Paparan senyawa utama pada sunscreen konvensional seperti oxybenzone dan octinoxate dapat mengakibatkan pemutihan pada terumbu karang. Oleh karena itu, dilakukan eksplorasi pembuatan sunscreen ramah lingkungan dari bahan alam. Senyawa bahan alam yang diangkat pada penelitian ini adalah Mycosporine Like-Amino Acid (MAAs) yang banyak terkandung dalam alga merah, misalnya Palmaria palmata. Penelitian ini dilakukan menggunakan studi literatur dan metode molecular docking anatara senyawa anggota MAAs (mycosporine glycine, porphyra-334, dan shinorine) sebagai ligan dan protein target Procollagen C-endopeptidase 1 (PCOLCE1). Protein PCOLCE1 merupakan protein yang berperan dalam regulasi penuaan kulit akibat paparan sinar UV, sedangkan ketiga senyawa anggota MAAs yang digunakan diketahui memiliki sifat antioksidan terbaik diantara senyawa anggota MAAs lainnya. Berdasarkan penelitian yang dilakukan, diketaui bahwa ketiga senyawa anggota MAAs dapat berikatan dengan protein target PCOLCE1, dengan senyawa paling efektif adalah porphyra-334. Oleh karena itu, produk Algae-Screen memiliki potensi untuk menjadi alternatif sunscreen dari bahan alam yang efektif untuk mencegah photoaging sekaligus ramah untuk ekosistem terumbu karang. Namun demikian, diperlukan penelitian lebih lanjut dalam pengembangan dan penyempurnaan formulasi produk Algae-Screen. [Penulis: Irfan Agus Nugroho]

Tim CEREALGAE Biologi UGM yang terdiri dari Kamilia Hana Salwa (Biologi 2022) sebagai ketua dan Irfan Agus Nugroho (Biologi 2021) sebagai anggota, berhasil meraih Silver Medal Quartile pada ajang Agritech Research and Entrepreneurship Innovation (AGREETION) 2024 dengan subtema Functional Food Innovation for Human Wellbeing. AGREETION 2024 merupakan perlombaan scientific paper dan business plan tingkat internasional yang diselenggarakan oleh Agritech Research and Study Club (ARSC) Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya dengan mengusung tema “Accelerating Agriculture and Agro-Industry Towards Sustainable Welfare with Eco-Friendly and Clean Production Principles”. Sebanyak 42 Universitas dari 3 negara berpartisipasi dalam kompetisi AGREETION 2024 yang dilaksanakan secara daring pada 20 April – 1 Juni 2024.

Pada kesempatan ini, tim mahasiswa Biologi UGM mengangkat esai yang berjudul “CEREALGAE: Cereal Formulation Based on Brown Algae (Sargassum sp.) Fortified with Moringa Leaves as a Food Diversification Strategy to Prevent Stunting”. Esai tersebut dilatarbelakangi oleh tingginya kasus stunting di Indonesia. Sejalan dengan upaya pemerintah dalam mencapai Sustainable Development Goals (SDGs) poin ke-2 yakni mengakhiri kelaparan, mencapai ketahanan pangan, dan meningkatkan gizi, serta adanya program “Gerakan Nasional (GerNas)” yang digaungkan, upaya diversifikasi pangan mampu menjadi salah satu langkah preventif yang dapat dilakukan dan diprioritaskan sehingga anak balita mendapatkan nutrisi yang sesuai. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mencapai target tersebut adalah dengan optimalisasi pemanfaatan bahan alam, seperti Sargassum sp. dan daun kelor, sebagai bahan pangan fungsional.  Sargassum sp. merupakan jenis alga coklat dengan tingkat kemelimpahan yang tinggi dan mengandung makronutrien seperti karbohidrat, protein, dan lipid, serta beberapa mikronutrien. Protein pada Sargassum sp. dapat membantu regenerasi sel-sel tubuh pada masa pertumbuhan dan perbaikan sel sehingga dianjurkan untuk fase pertumbuhan anak.

Fortifikasi bahan dengan menggunakan tepung kelor mampu meningkatkan kandungan protein, zinc, zat besi, kalsium, dan magnesium pada pangan. Protein yang terkandung dalam tepung kelor sangat tinggi, yaitu sekitar 27,1 g, sehingga mampu menjadi sumber protein alternatif pengganti protein hewani. Sebuah studi menyatakan bahwa fortifikasi daun kelor mampu meningkatkan berat badan balita secara signifikan dan mengurangi defisiensi nutrisi akut dua bulan setelah dikonsumsi. Kecenderungan masyarakat Indonesia dalam mengkonsumsi makanan instan atau cepat saji mendorong tim mahasiswa biologi untuk menciptakan inovasi pangan fungsional berupa sereal berbahan dasar Sargassum sp. dan daun kelor. Inovasi ini diharapkan mampu menjadi salah satu solusi untuk menurunkan prevalensi kasus stunting di Indonesia melalui diversifikasi pangan fungsional dengan memanfaatkan bahan alam. [Penulis: Kamilia Hana Salwa]

Menurut Nasional Geografi Indonesia (2019), Indonesia menduduki urutan keenam sebagai negara dengan penurunan biodiversitas tertinggi di dunia menyebabkan banyak spesies mengalami ancaman kepunahan. Salah satu spesies yang terancam punah adalah Dendrobium capra. Anggrek ini tercatat berada dalam status Appendix II dalam CITES dan Endangered dalam IUCN. Kurangnya perhatian terhadap anggrek ini menyebabkan Dendrobium capra mengalami penurunan populasi yang cukup signifikan. Selain itu, salah satu populasi yang ditemukan berada pada wilayah hutan produktif di Gunungkidul yang rawan terhadap intervensi manusia. Permasalahan tersebut kemudian menarik perhatian mahasiswa Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada yang tergabung dalam tim Program Kreativitas Mahasiswa bidang Riset Eksakta (PKM-RE). Mereka berinisiatif untuk melakukan penelitian terkait Dendrobium capra yang mulai langka sekaligus new record karena baru ditemukan di wilayah Gunungkidul, Daerah Istimewa Yogyakarta beberapa waktu lalu.

Tim PKM yang akrab disapa D’caprangers diketuai oleh Akmal Bunyamin (angkatan 2021) yang beranggotakan Syafira Nurul Aisya (angkatan 2021), Astrid Rayna Afandi (angkatan 2022), Nimas Sukma Puspita (angkatan 2022), dan Dary Saka Fitrady (angkatan 2023) dibawah bimbingan Prof. Dr. Budi Setiadi Daryono, M. Agr. Sc. Tim PKM ini melakukan studi struktur populasi anggrek Dendrobium capra sebagai upaya pemantauan eksistensi anggrek ini di habitat aslinya, dilakukan juga konstruksi DNA barcoding untuk memudahkan proses identifikasi spesies ini karena sulitnya membedakan antarspesies Dendrobium hanya dengan pengamatan morfologinya dan menyediakan barcode sebagai identitas Dendrobium capra pada database.

Survei studi populasi dilakukan di hutan kecil yang berlokasi di Kecamatan Playen, Kabupaten Gunungkidul pada ketinggian 192-211 mdpl dengan suhu rata-rata 33,9°C dengan tingkat kelembaban 33%. Dalam populasi tersebut, ditemukan sebanyak 103 individu D. capra yang hidup secara epifit menempel pada pohon mahoni (Swietenia sp.) dan pohon jambu air (Syzygium sp.). Selain itu, dilakukan pula analisis filogenetik menggunakan gen ITS2 yang menghasilkan bahwa D. capra memisah dengan spesies Dendrobium lainnya dan membentuk klaster dengan spesies Dendrobium lain dalam section Spatulata.

Akmal Bunyamin, ketua tim PKM-RE D’Caprangers mengatakan bahwa melihat hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa gen ITS2 berhasil digunakan sebagai penanda molekuler yang efektif dalam mengidentifikasi anggrek D. capra hingga tingkat spesies. Kemudian hasil sekuensing dari D. capra digunakan untuk menciptakan barcode sebagai identitas dari D. capra. Tentu tidak mudah dalam merancang penelitian ini hingga akhirnya selesai menghasilkan sebuah produk barcode.

“Dengan dilakukannya penelitian ini, Dendrobium capra dapat diselamatkan dari ancaman kepunahan dengan memantau kondisi di habitat alaminya dan data ini dapat digunakan untuk menyusun strategi konservasi lebih lanjut,” ungkapnya.

Ia juga mengatakan bahwa produk barcode dapat disetorkan ke basis data genetik publik seperti NCBI sebagai identitas resmi D. capra secara molekuler. Hal ini penting dilakukan karena sekuens tersebut belum tersedia dalam database dan diperlukan untuk memudahkan proses identifikasi D. capra yang semakin langka. Ia berharap dengan adanya penelitian ini dapat menjadi salah satu upaya dalam melestarikan biodiversitas Indonesia khususnya anggrek Dendrobium capra sebagai salah satu puspa pesona Indonesia agar tidak mengalami kepunahan. [Penulis: Nimas Sukma Puspita]

Sekelompok mahasiswa dari berbagai fakultas yang ada di Universitas Gadjah Mada (UGM) Ribka Wijayanti dan Dwina Aulia (Kedokteran Gigi 2022), Anisah Qurrotu Aini (Biologi 2022), serta Naila Nurfadhilah dan Atikah Nur Hanifah (Farmasi 2022), dibawah bimbingan Prof. drg. Supriatno, M.Kes., MD.Sc.,Ph.D melakukan penelitian untuk menggali potensi bawang dayak sebagai agen antiproliferasi dan induksi apoptosis sel kanker lidah manusia.

Bawang dayak  (Eleutherine bulbosa (Mill.) Urb.) merupakan tanaman herbal medicine yang banyak dimanfaatkan oleh masyarakat asli Dayak. Tanaman bawang dayak dapat dibudidayakan di berbagai daerah, sampel yang digunakan didapatkan dari UMKM lokal kelompok Tani di Danurejan, Sleman, Daerah Istimewa Yogyakarta. Selain memiliki manfaat dalam bidang kesehatan, riset ini juga berdampak baik terhadap ekonomi UMKM sekitar.

“Kanker terjadi karena aktivitas gen proto-onkogen yang menyebabkan proliferasi sel berlebihan dan inhibisi gen suppressor tumor. Kami menggunakan PDENs karena terbukti mampu menghambat proliferasi dan menginduksi apoptosis dalam berbagai jenis penyakit kanker. Melalui dasar ini, kami ingin menggali potensinya untuk pengobatan kanker lidah. Hasilnya, jumlah sel kanker yang hidup mengalami apoptosis (kematian sel terprogram) dan mengalami penurunan jumlah sel yang berproliferasi pada penggunaan PDENs bawang dayak,” terang Ribka.

Penelitian ini memiliki fokus dalam mengembangkan terapi alami kanker lidah dengan memperbaiki kekurangan metode terapi yang sudah ada sebelumnya. Hal ini yang menjadi keterbaruan penelitian kami. Plant derived exosome like nanoparticles atau PDENs Bawang Dayak sebagai suatu metode drug delivery yang diambil dari exosome Bawang Dayak.

“Bawang dayak memiliki IC50 sangat kuat setara dengan 38,97 ppm. Nilai ini lebih unggul dibandingkan dengan tanaman obat yang lain, seperti daun sirsak dan akar bajakah. Beragam senyawa terapi yang terkandung dalam bawang dayak tidak akan mampu dimanfaatkan sebagai agen terapi apabila menggunakan metode ekstraksi pada umumnya. Namun, dengan menggunakkan PDENs, seluruh senyawa terapi dapat dibawa ke organ target,’ jelas Anisah.

Proyek penelitian ini diajukan sebagai bagian dari Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Riset Eksakta (PKM-RE) dengan dukungan pendanaan riset dari Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi (Kemendikbudristek) dalam melakukan penelitian dan analisis mendalam terkait potensi ekstrak PDENs bawang dayak. Diharapkan penelitian kolaborasi antar jurusan ini dapat mengilhami untuk terus menggali potensi alam yang dapat meningkatkan kualitas hidup manusia. [Penulis: AQA]

Diabetes melitus (DM) menjadi masalah kesehatan masyarakat global yang dapat menyebabkan komplikasi makrovaskular dan mikrovaskular. Di Indonesia, angka prevalensi DM pada usia dewasa mencapai 10,6%. Pengelolaan DM yang tidak efektif dapat menyebabkan komplikasi metabolik, neurologis atau vaskular jangka panjang, sehingga penderita DM lebih rentan terhadap infeksi kaki yang dapat meningkatkan insiden amputasi. Berdasarkan data dari Kemenkes pada tahun 2023, lebih dari satu juta penderita DM di Indonesia telah mengalami amputasi kaki, dan sekitar 80% dari kasus amputasi pada pasien DM dimulai dengan adanya ulkus kaki. Lamanya infeksi luka diabetes disebabkan oleh infeksi akibat tingginya glukosa darah yang meningkatkan proliferasi bakteri. Hal ini juga diperburuk dengan adanya defisiensi sistem imun, sehingga menyebabkan penderita DM mengalami keterbatasan gerak, sehingga menurunkan tingkat produktivitas harian.

Permasalahan yang muncul melatarbelakangi kolaborasi penelitian antara tiga mahasiswa fakultas biologi, yaitu Zahwa Khoirun Nisa (Angkatan 2022), Zatun Nithoghani Hafni (Angkatan 2021), dan Muhammad Nur Ikhsan (Angkatan 2021), serta dua mahasiswa fakultas farmasi, yaitu Sekar Ayu Kusumawardani (Fakultas Farmasi, Angkatan 2022), dan Alvian Chesyar Burhanudin (Fakultas Farmasi, Angkatan 2022) dengan dosen pendamping Dr. apt. Adhyatmika, M.Biotech. dalam membuat sediaan patch topikal dengan mengangkat nilai dua produk alami lokal Indonesia, yaitu minyak ikan patin dan silika ampas tebu untuk digunakan sebagai alternatif pengobatan luka diabetik. Penelitian yang dilakukan oleh tim sobatepat ini didanai oleh Kemendikbudristek dan merupakan bagian dari Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Riset Eksakta (PKM-RE).

Pengobatan yang umum diberikan pada pasien dengan luka diabetik adalah terapi antibiotik. Namun, penggunaan antibiotik yang berlebihan dapat menyebabkan resistensi antibiotik dan berimbas pada proses pengobatan yang kurang efektif. “Alasan kami memilih sediaan patch dalam penelitian ini adalah untuk mencegah penggunaan antibiotik yang berlebihan sekaligus memastikan penghantaran obat pada luka dengan dosis yang lebih terukur dan terkontrol”, tutur Zahwa selaku ketua tim. Hafni turut menambahkan bahwa sediaan patch juga cocok untuk pasien yang tidak cocok dengan sediaan oral serta dapat menghindari first pass effect dan menjaga bioavaibilitas pada obat.

Pemilihan bahan baku  berupa minyak ikan patin dan ampas tebu bukan tanpa alasan khusus. Minyak ikan patin sendiri mengandung asam lemak esensial omega-3 yang telah diketahui dapat membantu proses penyembuhan luka. Sebuah kebaharuan dilakukan dalam penelitian ini dengan menambahkan biosilika ampas tebu kedalam formulasi patch. Biosilika ampas tebu tersebut telah terbukti memiliki aktivitas antibakteri dalam membantu penyembuhan luka.

Bahan baku ampas tebu didapatkan dari hasil sisa penggilingan tebu yang ada di PT. Madubaru. “Kami mengambil limbah ampas tebu yang menumpuk, lalu difurnace dengan suhu 600 °C selama 1 jam. Abu ampas tebu yang dihasilkan selanjutnya dilarutkan dalam NaOH dan diasamkan dengan HCl hingga terbentuk gel. Gel inilah yang kemudian dioven hingga terbentuk serbuk silika”, jelas Ikhsan. Biosilika yang dihasilkan selanjutnya dikombinasikan dengan minyak ikan patin untuk membuat 3 jenis formulasi dengan konsentrasi bahan aktif (minyak ikan patin : biosilika) yang berbeda-beda, yaitu F1 = 25:75; F2 = 50:50; dan F3 = 75:25). “Kami membuat nanoemulsi dengan 3 formulasi yang berbeda, kemudian diukur partikelnya. Selanjutnya, dari nanoemulsi ditambahkan basis gel membentuk nanoemulgel dan diolah hingga membentuk sediaan patch”, jelas Alvian.

Tak selesai disitu, patch yang dihasilkan diujikan pada tikus model diabetes mellitus. “Tikus model diabetes dilukai dan diberi perlakuan yang berbeda-beda, termasuk diberikan ketiga formulasi patch. Proses pengamatan diameter lukanya dilakukan dari hari ke-1 hingga ke-7”, jelas Sekar. Data pengamatan diameter luka dianalisis dan diketahui bahwa terdapat pengaruh yang signifikan perlakuan pemberian patch terhadap proses penyembuhan luka diabetik. Berangkat dari Kesimpulan tersebut, data dianalisis lebih lanjut dan didapatkan Formulasi 1 (25:75) sebagai formulasi yang paling optimal dalam membantu proses penyembuhan luka diabetik. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi landasan teori dalam pengembangan terapi komprehensif untuk membantu mempercepat proses penyembuhan luka diabetik. Dengan kemajuan ini, kami berharap dapat berkontribusi pada peningkatan kualitas hidup para penderita diabetes dan membantu mereka mencapai kesehatan serta kehidupan yang lebih Sejahtera. [Penulis: Zahwa Khoirun Nisa]

Luka bakar adalah jenis cedera yang melibatkan kerusakan jaringan akibat transfer energi berupa adanya kontak langsung dengan panas, radiasi, bahan kimia, ataupun listrik. Luka bakar termasuk cedera yang sulit disembuhkan dan penanganannya berkaitan dengan stabilisasi pasien, pencegahan infeksi, serta optimalisasi pemulihan fungsional. Penderita luka bakar berisiko mengalami komplikasi infeksi dan sistemik bergantung pada luas dan kedalaman luka bakar, usia dan kondisi umum penderita, serta adanya penyakit penyerta. Di Indonesia, luka bakar memiliki prevalensi yang cukup tinggi mencapai 1,3% dari seluruh populasi Indonesia.

Menyadari signifikansi dari pengembangan pengobatan luka bakar, lima mahasiswa Universitas Gadjah Mada yang tergabung dalam Tim Acenofer menciptakan pendekatan baru dalam menangani masalah tersebut dengan memanfaatkan limbah kulit bawang bombai dalam bentuk sediaan nanofiber berlapis dua atau biasa disebut bilayer nanofiber. Penelitian ini dilakukan oleh tim yang terdiri atas Naufal Ahmad Fauzy (Farmasi 2021) sebagai ketua, bersama empat orang rekan yaitu Zulfa Nailil Muna (Fisika 2022), Puspita Nur Rahmawati (Biologi 2022), Tika Nur Amini (Biologi 2022), dan Erwinda Dwi Chofifah (Biologi 2022), dengan bimbingan dari Ibu drh. Retno Murwanti, MP, Ph.D.

Penelitian ini diajukan dalam Program Kreativitas Mahasiswa bidang Riset Eksakta atau PKM-RE dan telah berhasil memperoleh dukungan pendanaan untuk kelangsungan penelitian secara keseluruhan. Dukungan diberikan langsung oleh Kementerian Pendidikan, Kebudayaan Riset dan Teknologi (Kemendikbud Ristek) melalui Direktorat Pembelajaran dan Kemahasiswaan atau Belmawa.

“Aktivitas penelitian yang dilakukan sangat menarik karena kami bisa turut serta dalam meneliti kandungan ekstrak dan mengujinya kepada hewan uji tikus. Ini menjadi pengalaman yang sangat berharga bagi saya” tutur Tika.

“Dalam penelitian ini, kami menggunakan kulit bawang bombai kuning karena memiliki kandungan kuersetin yang tinggi. Penggunaan limbah kulit yang tidak terpakai juga akan turut serta dalam menjaga kelestarian lingkungan. Dalam penelitian ini, kami melakukan modifikasi sediaan berupa bilayer nanofiber atau nanofiber lapis dua untuk meningkatkan penetrasi ekstrak ke dalam luka dan mencegah terjadinya infeksi” ungkap Naufal selaku ketua tim mengenai penelitian yang sudah dilakukan.

Dalam proses penelitian, dilakukan beragam tahapan selama periode 4 bulan. Mulai dari proses ekstraksi, pembuatan sediaan, karakterisasi, pengujian secara in vivo, dan analisis data. Proses karakterisasi dilakukan dengan beragam parameter mulai dari analisis SEM, FTIR, uji kuat tarik, dan uji sudut kontak. Pengujian in vivo dilanjutkan dengan analisis histopatologi untuk mengamati proses penyembuhan yang terjadi di dalam lapisan kulit.

“Penelitian yang kami lakukan menunjukkan hasil yang cukup menarik. Nanofiber berhasil dibuat dengan kualitas yang baik, tidak mudah rusak, memiliki struktur dengan ukuran yang sesuai, dan hasil pengujian in vivo yang menunjukkan penutupan luka oleh sediaan” ucap Zulfa.

Penggunaan kulit bawang bombai diharapkan dapat menjadi pengobatan alternatif dengan memanfaatkan kekayaan alam Indonesia dengan dilanjutkannya penelitian menuju tahapan uji klinis dan dikomersialisasikan menjadi pengobatan yang dapat digunakan oleh masyarakat luas. [Penulis: Erwinda Dwi Chofifah]