Jurnal Veteriner (Veterinary Journal) - Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana

Sekuens Asam Amino dari Isolat Virus Infectious Bursal Disease asal Bali Mempunyai Homologi Tinggi dengan Galur yang Sangat Virulen

I G. Ngurah K. Mahardika
Laboratorium Virologi Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana
Jl PB Sudirman, Denpasar; Telp : 0361 – 223791, 701808; Faksimili: 701808
Email: [email protected]

ABSTRAK
Sekuens asam amino virus Infectious Bursal Disease (IBD) asal Bali yang diperoleh dari analisis komputer cDNA yang telah dipublikasi dibandingkan dengan virus IBD manca negara yang dapat diakses pada GeneBank. Analisis dilakukan dengan menggunakan MegAlign Program (DNASTAR). Kecuali daerah hidrofilik mayor A, semua domain yang dianggap menentukan keganasan dan imunogenitas galur virus IBD stabil pada kedua isolat asal Bali. Pada segmen-segmen hidrofilik mayor B, hidrofilik minor 1 dan 2, serta bagian heptapeptida kaya serin, keduanya menunjukkan homologi 100% dengan galur virulen klasik dan berbeda dengan virus yang dianggap telah mengalami proses adaptasi pada biakan sel. Disamping itu, kedua isolat mempunyai kemiripan sangat tinggi (homologi 97 – 99%) dengan virus-virus IBD yang diakui bersifat sangat virulen (vvIBDV) dari Eropa, Afrika dan Asia. Beberapa asam amino lain juga menunjukkan bahwa isolat Bali sangat dekat dengan sebagian besar galur virus vvIBD. Asam amino dimaksud adalah I242, I256, I294, dan S298. Uraian diatas menunjukkan bahwa kedua isolat asal Bali mempunyai ciri-ciri spesifik virus vvIBD.
Kata-kata Kunci: Sekuens asam amino, GeneBank, Virus IBD

ABSTRACT
Deduced amino acid sequences of Infectious Bursal Disease Virus (IBDV) isolated in Bali were compared with that of some strains that are accessible in the GenBank. Analysis was done using MegAlign Program (DNASTAR). With the exception of major hydrophilic domain A, all other domains that are accepted to be responsible in virulence and immunogenecity of particular strain are very conserved in two isolates from Bali under study. 100% homology can be demonstrated in those domains between Bali isolates with classical virulent strains but not with those that known to be tissue culture adapted strains. Moreover, the two isolates show very high degree of homology (97 – 99%) with IBDV that claimed to be very virulent (vvIBDV) from Europe, Africa, and Asia. The Bali isolates also posse some residues that are also reported as vvIBDV markers such as I242, I256, I294, and S298. This analysis show that the Bali’s isolates posse some molecular characteristic of vvIBDV.
Keywords : amino acid sequences, GeneBank, Virus IBD

PENDAHULUAN

Virus Infectious bursal disease (IBD) merupakan agen penyebab penyakit yang dikenal sebagai Gumboro. Sekalipun telah dikenal sejak lebih dari 40 tahun yang lalu, penyakit ini tetap sebagai ancaman penting bagi industri peternakan ayam (Mueller dkk. 2003). Munculnya virus varian serta galur sangat virulen (very virulent/vv) dianggap bertanggung-jawab pada berbagai kasus wabah pada peternakan unggas yang telah mendapat vaksinasi rutin (Brown dkk. 1994; Yamaguchi dkk. 1996)
Kejadian wabah IBD pada peternakan yang telah divaksinasi juga telah dilaporkan di Indonesia (Parede dkk. 1995; Soejodono dkk. 1995). Informasi genetik dari beberapa isolat dari daerah lain di Indonesia juga telah dipetakan dan mengindikasikan bahwa vvIBD juga beredar di Indonesia (Rudd dkk. 2002; Parede dkk. 2003)
Informasi genetika fragmen gen VP2 dari dua isolat virus IBD asal Bali telah dipublikasikan (Mahardika 2004). Informasi tersebut menunjukkan bahwa dua isolat yang diperoleh dari peternakan ayam yang telah memperoleh vaksinasi Bali tergolong sebagai virus IBD virulen.
Komparasi isolat Bali dengan berbagai isolat manca-negara menarik untuk dicermati. Berbagai peneliti menyebutkan adanya ‘penanda’ patogenitas virus pada fragmen yang hipervariabel pada gen VP2 (Brown dkk. 1994; Etarradosi dkk. 1998; Boot dkk. 2000; Yamaguchi dkk. 1997; Lim dkk. 1999; Kwon dkk. 2000; Zierenberg dkk. 2000). Indikasi bahwa isolat Bali juga termasuk virus vvIBD dibahas dalam tulisan ini.

Tabel 1. Accession Number Sekuens cDNA dan Asam Amino Virus IBD pada GeneBank
yang Dibandingkan dengan Isolat asal Indonesia

Gambar 1. Pembandingan asam amino daerah hipervariabel virus IBD isolat Bali (Kar97 dan Neg98) dan satu isolat Jawa Barat (Tas98) dengan beberapa virus dari berbagai negara di dunia. Sekuens asam amino Kar97, Neg98, dan Tas98 diperoleh dari turunan cDNA isolat yang bersangkutan seperti telah dipublikasi (Mahardika 2004). Penomoran asam amino didasarkan pada Bayliss dkk. (1990). Domain-domain yang dianggap signifikan dalam menentukan virulensi virus ditunjukkan dalam gambar di atas. Pembandingan (alignment) dilakukan dengan menggunakan metode Clusthal MegAlign Program (DNASTAR). Informasi sekuens asam amino virus IBD dari berbagai negara diperoleh pada GeneBank melalui http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=nucleotide. Nomor Akses masing-masing virus seperti dalam Tabel 1.

MATERI DAN METODE

Sekuens asam amino fragmen VP2 dari dua isolat virus IBD asal Bali Kar97 dan Neg98 serta satu pembanding asal Jawa Barat Tas97 – yang telah berhasil dipetakan (Mahardika 2004) dibandingkan dengan berbagai virus IBD dari berbagai negara yang dapat diakses pada GeneBank dengan Clusthal Method MegAlign Program (DNASTAR). Accession Number virus-virus tersebut ditampilkan pada Tabel 1.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perbandingan sekuens asam amino daerah hipervariabel protein VP2 dari virus IBD isolat Indonesia dengan virus-virus IBD dari berbagai negara ditampilkan dalam Gambar 1.
Domain-domain yang dianggap oleh para ahli IBD sebagai sangat krusial dalam menentukan keganasan dan imunogenitas galur atau isolate ditunjukkan pada Gambar tersebut. Domain-domain yang dimaksud adalah dua daerah hidrofilik mayor A dan B, serta dua daerah hidrofilik minor 1 dan 2, serta heptapeptida dengan motif kaya serin S-W-S-A-S-G-S.
Kecuali daerah hidrofilik mayor A, semua domain yang disebut diatas tersebut stabil pada dua isolat asal Bali (Kar97 dan Neg98) serta satu isolat asal Jawa Barat Tas98. Pada segmen-segmen hidrofilik mayor B, hidrofilik minor 1 dan 2, serta bagian heptapeptida kaya serin, ketiga isolat tersebut menunjukkan homologi 100% dengan galur virulen klasik f52-70 (Bayliss dkk. 1990). Virus asal Indonesia tersebut mempunyai perbedaan genetik yang signifikan dengan virus yang dianggap telah mengalami proses adaptasi pada biakan sel seperti Cu-1 dan PBG98 (Bayliss dkk. 1990).
Perbandingan ketiga virus IBD yang diisolasi dari Indonesia dengan berbagai virus IBD dari negara lain menunjukkan bahwa isolat Indonesia dimaksud termasuk galur virulen. Selain itu, ketiganya mempunyai kemiripan sangat tinggi (homologi 97 – 99%) dengan virus-virus IBD yang disebut-sebut sebagai sangat virulen (vvIBDV) dari Eropa – misalnya dengan isolate uk661 (Brown dkk. 1994), 849vb (Van den Berg dkk. 1994), 91168 (Etarradosi dkk. 1998), d6948 (Boot dkk. 2000) -, Afrika – misalnya virus N9 (Zierrenberg dkk. 2000) – serta Asia – virus okym (Yamaguchi dkk. 1997), hk46 (Lim dkk. 1999), dan ksh (Kwon dkk. 2000).
Beberapa asam amino lain juga menunjukkan bahwa ketiga isolat sangat dekat dengan sebagian besar galur virus yang diakui sebagai vvIBD. Asam amino dimaksud adalah I242, I256, I294, dan S298
Dibandingkan dengan berbagai isolat virus IBD, daerah hidrofilik mayor A tampaknya khas bagi isolat Indonesia. Aa no. 222 pada wilayah ini adalah serin (S) pada isolat Kar/97, Ngr/98, dan Tas/98, sedangkan pada galur-galur baku adalah proline (P), sementara pada isolat-isolat yang dinggap sangat virulen (vv) pada posisi ini terdapat alanin (A) (Brown dkk. 1994; Etarradosi dkk. 1998; Boot dkk. 2000; Yamaguchi dkk. 1997; Lim dkk. 1999; Kwon dkk. 2000). Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengungkap apakah perbedaan ini menyebabkan perbedaan virulensi agen. Asam amino serin pada posisi 222 (S222) ini dapat dijadikan kandidat penanda (marker) bagi isolate IBD Indonesia. Informasi genetik dari berbagai isolat diperlukan untuk konfirmasi penanda tersebut. Bagaimana peran posisi ini dalam patogenitas virus IBD perlu diteliti lebih lanjut.
Uraian diatas menunjukkan bahwa kedua isolat Bali – Kar97 dan Neg98 – tersebut khas virus IBD virulen. Secara genetik keduanya bahkan menunjukkan homologi yang tinggi dengan vvIBD.
UCAPAN TERIMKASIH
Penelitian ini merupakan bagian dari proyek URGE Batch II Departemen Pendidikan Nasional Indonesia 1997-1999. Analisis molekuler dilakukan di Institut fuer Virologie, Giessen University, dengan dukungan penuh dari Deutscher Akademische Austauschdienst (DAAD) dibawah supervisi Dr. Juergen A Richt.

DAFTAR PUSTAKA
Bayliss CD, Spies U, Shaw K, Peters RW, Papageogiou A, Muller H, Boursnell ME., 1990. A comparison of the sequences of segment A of four infectious bursal disease virus strains and identification of a variable region in VP2. J Gen Virol. 71 (6):1303-12.

Boot HJ, ter Huurne AA. Hoekman AJ, Peeters BP, Gielkens AL., 2000. Rescue of very virulent and mosaic infectious bursal disease virus from cloned cDNA: VP2 is not the sole determinant of the very virulent phenotype. J Virol. 74(15):6701-11.

Brown MD, Green P, Skinner MA., 1994. VP2 sequences of recent Europant ‘very virulent’ isolates of infectious bursal disease virus are closely related to each other but are distinct from those of ‘classical’ strains. J Gen Virol. 75 (3):675-80.
Eterradossi N, Arnauld C, Toquin D, Rivallan G., 1998. Critical amino acid changes in VP2 variable domain are associated with typical and atypical antigenicity in very virulent infectious bursal disease viruses. Arch Virol. 143(8):1627-36.

Hudson,P.J., McKern,N.M., Power,B.E. dan Azad,A.A. 1986. Genomic structure of the large RNA segment of infectious bursal disease virus Nucleic Acids Res. 14 (12): 5001-5012.

Kibenge,F.S., Jackwood,D.J. and Mercado,C.C., 1990. Nucleotide sequence analysis of genome segment A of infectious bursal disease virus. J. Gen. Virol. 71 (3): 569-577.

Kwon HM, Kim DK, Hahn TW, Han JH, Jackwood DJ., 2000. Sequence of precursor polyprotein gene (segment A) of infectious bursal disease viruses isolated in Korea. Avian Dis. 44 (3):691-6.

Lana,D.P., Beisel,C.E. dan Silva,R.F. 1992. Genetic mechanisms of antigenic variation in infectious bursal isease virus: analysis of a naturally occurring variant virus. Virus Genes 6 (3): 247-259.

Lim BL, Cao Y, Yu T, Mo CW., 1999. Adaptation of very virulent infectious bursal disease virus to chicken embryonic fibroblasts by site-directed mutagenesis of residues 279 and 284 of viral coat protein VP2. J Virol. 73(4):2854-62.

Mahardika, IGNK., 2004. Sekuens cDNA Bagian Hipervariabel Protein VP2 Virus Infectious Bursal Disease yang Diisolasi di Bali. Jurnal Veteriner (in press).

Muller H, Islam MR, Raue R 2003. Research on infectious bursal disease–the past, the present and the future. Vet Microbiol. 2003 Dec 2;97(1-2):153-65.

Parede L, Ronohardjo P, Hamid H, Indriani R, Sudarisman, Salihin I, Kusnaedi 1995. Isolation and characterization of infectious bursal disease virus isolated from acute Gumboro outbreaks. Penyakit Hewan, 47:20-24.

Parede LH, Sapats S, Gould G, Rudd M, Lowther S, Ignjatovic J, 2003. Characterization of infectious bursal disease virus isolates from Indonesia indicates the existence of very virulent strains with unique genetic changes. Avian Pathol. 32(5):511-8.

Rudd MF, Heine HG, Sapats SI, Parede L, Ignjatovic J., 2002. Characterisation of an Indonesian very virulent strain of infectious bursal disease virus. Arch Virol. 147(7):1303-22.

Sapats, S.I. dan Ignjatovic, J. 2000. Antigenic and sequence heterogeneity of infectious bursal disease virus strains isolated in Australia. Arch. Virol. 145 (4): 773-785

Soejoedono R R, Partadiredja M, Leksono C S, 1995. Serological Character of some Gumboro virus isolates from highly populated chicken farming area in Indonesia, Hemerazoa 77:106-110.

Van Den Berg TP, M Gonze D, Morales and G. Meulemans, 1994. Acute infectious bursal disease in poultry : immunological and molecular basis of antigenicity of a highly virulen strain. Avian Pathology. 25: 751-768.

Yamaguchi T, Ogawa M, Inoshima Y, Miyoshi M, Fukushi H, Hirai K., 1997. Identification of sequence changes responsible for the attenuations of highly virulent infectious bursal disease virus. Virology. 223(1):219-23.

Yu L, Song AK, Zhang AB, Deng R., 2000. Cloning and expression of the VP2 gene of an infectious bursal disease virus. Avian Dis. 44(1):170-8.

Zierenberg K, Nieper H, van den Berg TP. Ezeokoli CD, Voss M, Muller H. 2000. The VP2 variable region of African and German isolates of infectious bursal disease virus: comparison with very virulent, “classical” virulent, and attenuated tissue culture-adapted strains. Arch. Virol. 145(1):113-25.