Genome

 

Teknik genome editing merupakan teknik pemuliaan presisi untuk memperbaiki sifat tanaman dengan cara mengedit gen 

penyebab sifat ini  secara spesifik. Teknik ini dapat didesain agar tanaman produknya tidak mengandung gen asing dan 

perubahan sekuen DNA-nya tidak dapat dibedakan dengan produk hasil mutasi gen yang selama ini dianggap aman dan tidak 

diregulasi khusus. Oleh karenanya, produk teknik genome editing di beberapa negara juga tidak diregulasi khusus seperti 

tanaman produk rekayasa genetik (PRG), meskipun proses perakitannya memakai  DNA rekombinan dan transformasi 

genetik. Brasil, sebagai negara peratifikasi Protokol Cartagena seperti halnya Indonesia, bahkan mengeluarkan peraturan 

khusus yang memberikan dispensasi pada beberapa jenis produk genome editing sehingga tidak perlu melewati regulasi 

seperti tanaman transgenik. Langkah-langkah yang ditempuh oleh negara-negara lain dalam meregulasi produk genome 

editing dapat dijadikan pertimbangan dalam menyusun regulasi di Indonesia, agar tercipta iklim yang mendukung pemanfaat-

an teknologi potensial ini dengan tetap memerhatikan dihindarinya dampak negatip terhadap kesehatan manusia dan 

lingkungan. Tujuan tinjauan ini ialah memberi informasi tentang perkembangan teknik genome editing pada tanaman, analisis 

risiko keamanan hayatinya dibandingkan dengan tanaman produk pemuliaan konvensional, serta perbandingan regulasinya di 

berbagai negara dalam konteks regulasi produk PRG sebagai bahan pertimbangan penyusunan peraturan penjaminan 

keamanan hayati di Indonesia yang merupakan negara peratifikasi Protokol Cartagena. 

Sistem seleksi yang menghasilkan tanaman yang 

superior telah dilakukan selama ribuan tahun dalam 

bidang pertanian. Dengan dirumuskannya hukum 

Mendel tentang pewarisan sifat pada tahun 1866, pe-

muliaan tanaman mulai dirintis dengan menyilangkan 

genotipe yang superior dengan genotipe lain yang 

kompatibel untuk mendapatkan sifat-sifat yang lebih 

baik lagi, seperti peningkatan kualitas produk dan 

produktivitas, dan/atau perbaikan ketahanan hama 

dan penyakit (Hartung dan Schiemann 2014). 

Setelah diketahui bahwa gen merupakan pe-

nyebab adanya sifat-sifat yang menguntungkan dan 

merugikan, sejak awal abad ke-20 dikembangkanlah 

pemuliaan dengan mutasi gen atau mutagenesis 

dengan mempergunakan bahan kimia dan radiasi 

(Muller 1927). Mutasi yang dihasilkan bersifat acak 

dan tidak spesifik sehingga DNA yang terdampak 

dapat mencapai ratusan basa dan bisa memengaruhi 

beberapa gen sekaligus. Oleh karena itu, mutagene-

sis harus diteruskan dengan proses seleksi ratusan 

hingga ribuan mutan untuk mendapatkan mutan 

dengan sifat yang diinginkan dan mengeliminasi 

mutan-mutan yang membawa karakter yang tidak 

diinginkan. 

Sejak pertengahan tahun 1990-an, kemajuan 

dalam bidang biologi molekuler memungkinkan di-

kembangkannya teknologi rekayasa genetik yang 

dapat menghasilkan tanaman dengan sifat yang tidak 

dapat dikembangkan melalui pemuliaan konvensio-

nal. Dengan teknik ini, sifat yang diinginkan dapat 

ditambahkan melalui gen yang disisipkan ke dalam 

genom tanaman target, dan gen ini  dapat diper-

oleh dari spesies, genus, kelas, bahkan kerajaan lain 

(Bahagiawati 2004). Contoh tanaman produk reka-

yasa genetik (PRG) ini yaitu tanaman kapas Bt yang 

tahan hama dan padi emas yang mengandung beta 

karotin (Cressey 2013). Keduanya tidak pernah di-

temukan di alam dan mustahil dikembangkan me-

lalui pemuliaan konvensional. Akan tetapi, tidak ada-

nya contoh tanaman semacam itu di alam juga me-

nimbulkan pertanyaan akan pengaruhnya ke kese-

hatan manusia dan lingkungan. 

Untuk memastikan keamanan produk-produk 

hasil rekayasa genetik ini, disusunlah beberapa per-

aturan yang bersifat internasional, seperti Protokol 

Cartagena dan Codex Alimentarius (Guideline for the 

Conduct of Food Safety Assessment of Foods Derived 

from Recombinant-DNA Plants, CXG 45-2003), yang 

memberikan pedoman internasional pengkajian ke-

amanan pangan PRG. Hampir setiap negara menyu-

sun peraturan tentang pengkajian keamanan hayati 

pemanfaatan PRG dengan mengacu pada sistem ba-

ku yang selalu diharmonisasikan, baik dalam forum 

regional maupun internasional. Selain itu, setiap 

negara juga mempunyai sistem tersendiri sehingga 

proses perizinan komersialisasi PRG dapat berbeda 

antar negara. Meskipun regulasi yang harus dilewati 

bervariasi, kini lebih dari 100 event PRG telah mem-

peroleh izin pelepasan secara komersial di berbagai 

negara dan perkembangan penanaman serta peman-

faatan tanaman PRG telah berkembang pesat di 

dunia. Sejak pertama kali ditanam untuk tujuan 

komersial di tiga negara pada tahun 1996 dengan luas 

tanam sekitar 1,6 juta hektar, kini tanaman PRG telah 

ditanam di 28 negara dengan luas tanam sekitar 189,8 

juta hektar, dengan empat komoditas utama, yaitu 

kapas, jagung, kedelai, dan kanola (James 2017). 

Meskipun demikian, proses perizinan pelepasan 

varietas PRG masih dianggap memerlukan waktu 

yang lama dan biaya yang besar. Hasil survei menun-

jukkan bahwa biaya rata-rata untuk proses pengem-

bangan dan pelepasan PRG oleh perusahaan swasta 

sebesar USD 136 juta dan diperlukan waktu kumulatif 

232,4 bulan atau hampir 20 tahun (McDougall 2011). 

Waktu dan biaya yang harus dikeluarkan untuk satu 

produk saja tentunya terlalu besar dan di luar ke-

mampuan banyak lembaga penelitian, terutama di 

negara berkembang, sehingga menghambat kemaju-

an iptek di bidang rekayasa genetika. Perusahaan 

raksasa seperti Monsanto bahkan memutuskan untuk 

tidak lagi mengajukan izin pelepasan di Uni Eropa 

karena proses perizinannya terlalu lama (Hope 2013). 

Situasi ini mendorong ilmuwan di berbagai negara 

untuk mengembangkan teknologi yang dapat meng-

hindari regulasi di atas, yang didasarkan atas kekha-

watiran keamanan disisipkannya gen dari organisme 

berbeda spesies dan tidak mungkin terjadi secara 

alami. 

Pada tahun 2013 mulai dipublikasikan teknik-

teknik pemuliaan presisi yang kemudian dikenal 

dengan istilah genome editing (Curtin et al. 2013; 

Jiang et al. 2013; Qi et al. 2013; Wendt et al. 2013). 

Genome editing adalah suatu metode yang menarget 

sebuah sekuen DNA di dalam genom suatu 

organisme sehingga dapat disisipi, diganti, atau diha-

pus dengan bantuan enzim nuklease yang berfungsi 

sebagai gunting molekuler Salah satu metode genome editing, yaitu 

clustered regularly interspaced short palindromic 

repeats/CRISPR-associated protein 9 (CRISPR/Cas9), 

menjadi populer karena lebih mudah penerapannya 

 Di beberapa negara, tidak adanya 

sisipan gen asing dalam produk CRISPR/Cas9 mem-

buatnya dianggap bukan termasuk golongan PRG 

2019 Tanaman Hasil Genome Editing dan Tantangan Pengaturan Keamanannya:

sehingga regulasi pelepasannya lebih mudah . Saat ini, beberapa 

produk CRISPR/Cas9 sudah dirakit di luar negeri dan 

sebentar lagi akan memasuki pasar dunia. Di 

Indonesia usaha perakitannya juga telah dimulai 

beberapa tahun lalu, namun masih pada faseawal 

(Santoso 2015). Mengingat perkembangan produk 

tanaman hasil genome editing ini demikian pesat, 

Indonesia saat ini perlu untuk mulai merumuskan 

regulasi yang dipandang cocok untuk pemanfaatan 

produk hasil genome editing ini. 

Banyak pendapat menyatakan bahwa genome 

editing pada tanaman berpotensi besar dalam ke-

tahanan pangan yang berkelanjutan untuk mengha-

dapi ancaman perubahan iklim, penambahan pen-

duduk, dan penyusutan lahan pertanian (Bogdanove 

et al. 2018). Namun, jika regulasi untuk penelitian dan 

pemanfaatannya diatur seperti regulasi tanaman PRG 

yang memerlukan waktu lama dan biaya mahal, 

kondisi ini  tentu akan menghambat perkem-

bangan dan pemanfaatan teknologi ini (Voytas dan 

Gao 2014; Jones 2015; Bogdanove et al. 2018). 

Tinjauan (review) ini akan memberikan informasi 

tentang perkembangan teknik genome editing pada 

tanaman, analisis risiko keamanan hayatinya bila di-

bandingkan dengan tanaman produk pemuliaan kon-

vensional, serta perbandingan regulasinya di berbagai 

negara dalam konteks regulasi produk PRG sebagai 

bahan pertimbangan penyusunan peraturan penja-

minan keamanan hayati di Indonesia yang merupa-

kan negara peratifikasi Protokol Cartagena. 

TEKNIK-TEKNIK GENOME EDITING UNTUK 

PERAKITAN TANAMAN UNGGUL 

Teknik genome editing merupakan sebuah tek-

nologi untuk memodifikasi sekuen DNA utas ganda 

tertentu dari milyaran sekuen DNA yang ada di dalam 

sel hidup (Voytas 2013). Teknologi genome editing 

generasi awal memakai  perantara oligonuk-

leotida (oligonucleotide-mediated mutagenesis, 

OMM), yang disintesis secara kimiawi dan berfungsi 

untuk membantu enzim pemulihan DNA dalam me-

nemukan situs spesifik gen dan melakukan peng-

gantian atau penambahan basa DNA (Beetham et al. 

1999). Saat ini, generasi terbaru teknologi genome 

editing memakai  enzim nuclease yang telah di-

modifikasi dengan situs terarah (site-directed 

nucleases, SDNs; atau kadang-kadang disebut juga 

site-specific nucleases, SSNs), yang mampu melaku-

kan penargetan sangat spesifik pada gen yang di-

inginkan. Pemotongan utas ganda DNA (double 

strand breaks, DSBs) oleh enzim SDN akan memicu 

mekanisme perbaikan/reparasi DNA di dalam sel ter-

sebut. Jenis reparasi yang dilakukan sel selanjutnya 

dapat diarahkan untuk menghasilkan sejumlah modi-

fikasi sekuen DNA, baik berupa penghilangan sekuen 

DNA (delesi) maupun penyisipan (insersi) DNA baru 

dalam berbagai ukuran (Puchta danFauser 2013). 

Kelas utama SDN diketahui ada empat, yaitu 

meganuclease (MegaN), zinc finger nucleases (ZFNs), 

transcription activator-like effector nucleases 

(TALENs), dan CRISPR/Cas9 (Abdallahet al. 2015). 

MegaN adalah endonuklease alami yang dapat 

mengenali dan memotong sekuen DNA berukuran 

besar (12–40 bp). Setelah pemotongan terjadi, sel 

akan mengalami reparasi DNA secara alami untuk 

rekombinasi atau induksi insersi dan delesi (indel). 

Kelemahan MegaN berupa keterbatasan variasienzim 

ini  dan sekuen targetnya tidak banyak men-

cakup lokus-lokus yang penting. ZFNs merupakan 

protein yang mempunyai penempelan spesifik se-

kuen DNA (3 bp). ZFNs dapat mengedit gen spesifik 

(20 bp DNA)dari sebuah genom dengan pengga-

bungan 6–8 zinc finger. Protein sintetik ini difusikan 

dengan domain katalitik endonuklease FokI utk 

menginduksi pemotongan DNA target dan reparasi 

DNA. Sementara itu, TALENs adalah enzim restriksi 

artifisial yang digabungkan dengan domain katalitik 

endonuclease FokI dengan monomer yang sesuai 

dari domain penempelan DNA yang dapat diarahkan 

pada sekuen nukleotida tertentu pada genom. 

Setelah berada di inti sel, nuklease artifisial akan me-

nempel pada situs target, domain FokI akan meng-

alami dimerisasi dan menyebabkan pemotongan 

DNA utas ganda pada sekuen target. Sistem CRISPR/ 

Cas9 merupakan teknologi SDN yang paling mu-

takhir. Dengan CRISPR/Cas9, penargetan DNA dicapai 

melalui sebuah RNA penuntun (guide RNA) yang 

basa-basanya berpasangan secara spesifik dengan 

sekuen target dalam kromosom  

Kompleks pasangan RNA dan DNA ini kemudian 

dikenali dan dipotong oleh nuklease Cas9.  

Hasil akhir pengeditan genom dipengaruhi oleh 

jalur reparasi (repair pathway) yang dipakai  dan 

ketersediaan cetakan untuk reparasi. Dua jalur 

reparasi DSB yang telah diketahui, yaitu non-

homologous end joining (NHEJ) dan homologous 

recombination (HR) (Voytas 2013; Bortesi danFischer 

2015). Dalam mekanisme NHEJ, proses penyam-

bungan kembali kedua utas DNA yang terpotong 

dapat menyebabkan terjadinya penyisipan atau 

penghilangan sekuen DNA secara acak. Hal ini di-

karenakan sel tidak memiliki rujukan sekuen DNA 

yang harus dipulihkan atau mendapatkan rujukan 

yang keliru karena utas DNA masing-masing 

menempel pada posisi yang salah. Bila mekanisme 

NHEJ terjadi pada daerah pengode sebuah gen, dapat 

dihasilkan mutasi yang berakibat pada rusaknya atau 

hilangnya fungsi produk gen (protein) ini  dan 

dikenal dengan istilah gene knockout. 

Pada mekanisme HR, sebuah cetakan DNA di-

gunakan sebagai rujukan sekuen DNA yang harus 

disalin oleh sel saat memperbaiki dan memulihkan 

kromosom yang digunting. HR dapat dipakai  untuk 

memperoleh modifikasi sekuen DNA terarah dengan 

mengintroduksi ke sel sebuah SDN untuk meng-

gunting daerah target dan sebuah cetakan yang me-

miliki sekuen yang mirip dengan daerah yang di-

gunting ini . Melalui HR, penambahan (knock-in) 

gen utuh secara terarah juga dapat dilakukan dengan 

memakai  cetakan DNA berisikan satu atau lebih 

gen yang diapit oleh sekuen homolog daerah target 

Jalur reparasi DSB inilah yang dipakai  para 

pembuat kebijakan untuk mengategorikan produk-

produk genome editing menjadi tiga tipe, yaitu SDN-1, 

SDN-2, dan SDN-3 

Pada SDN-1, DSB direparasi dengan mekanisme 

NHEJ yang sering menghasilkan kesalahan kecil yang 

bersifat acak karena tidak ada cetakan DNA yang di-

berikan pada sel tanaman. Mekanisme ini paling 

mirip dengan mutasi alami yang sering ditemukan 

dalam pemuliaan berbasis mutasi. Pada SDN-2, 

mekanisme reparasi DSB yang dipakai  ialah HR, 

cetakan DNA ditambahkan sebagai rujukan bagi sel 

sehingga perbaikan menghasilkan perubahan DNA 

berupa substitusi, penambahan, atau penghilangan 

sedikit basa DNA (Podevin et al. 2013). Mutasi se-

macam ini juga sulit dibedakan dengan mutasi alami, 

namun jelas bahwa dalam proses pembentukannya 

sangat diarahkan oleh manusia. Pada SDN-3, DSB di-

reparasi dengan cara yang sama seperti SDN-2, tetapi 

cetakannya berisikan sekuen yang lebih panjang, 

bahkan dapat berupa gen atau promotor utuh. Jadi, 

hasil akhir SDN-3 serupa dengan transformasi gene-

tik, tetapi lokasi penyisipannya sangat presisi karena 

ditargetkan pada daerah spesifik pada genom atau 

menggantikan sekuen yang ada pada daerah target, 

misalnya untuk keperluan pertukaran promotor 

Sistem CRISPR/Cas9 telah berhasil diaplikasikan 

untuk memperbaiki sifat-sifat penting pada berbagai 

tanaman (Tabel 1). Sifat-sifat penting ini  antara 

lain ketahanan terhadap penyakit, perbaikan kualitas 

dannutrisi tanaman sebagai sumber pangan, dan to-

leransi tanaman terhadap cekaman abiotik. Penerap-

 

Gambar 1. Tiga tipe genome editing yang dibedakan berdasarkan mekanisme reparasi DSB untuk tujuan perumusan regulasi, yaitu SDN-1, 

SDN-2, dan SDN-3 

2019 Tanaman Hasil Genome Editing dan Tantangan Pengaturan Keamanannya:

an teknologi ini pada beberapa komoditas tanaman 

telah dilakukan memakai  berbagai teknik trans-

formasi (transfeksi protoplas, agroinfiltrasi, dan teknik 

lain untuk menghasilkan tanaman transgenik yang 

stabil), dengan target gen-gen asli tanaman ter-sebut 

ataupun transgen 

Di dunia, terutama di Amerika Serikat, beberapa 

tanaman hasil genome editing telah dikomersialisasi-

kan, antara lain jamur non-browning (Waltz 2016), 

kedelai dengan kandungan asam oleat tinggi (Cohen 

2019), dan waxy corn (Scheben dan Edwards 2018; 

Waltz 2018). Penelitian terkait aplikasi genome 

editing, terutama yang memakai  teknik CRISPR/ 

Cas9, juga telah dimulai di Indonesia. Sebagai contoh, 

aplikasi teknologi CRISPR telah diuji untuk mengatasi 

cekaman biotik penyakit ganoderma pada sawit 

(Budiani et al. 2018) dan mempercepat pembungaan 

pada anggrek (Ika 2019).Beberapa lembaga peneliti-

an yang telah melakukan rintisan penelitian meng-

gunakan teknik genome editing antara lain Badan 

Penelitian dan Pengembangan Pertanian (BB Biogen) 

 Pusat Penelitian Bioteknologi 

dan Bioindustri Indonesia (PPBBI)  Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) . Kegiatan 

penelitian genome editing dengan CRISPR/Cas9 yang 

sedang dilakukan di BB Biogen meliputi perbaikan 

tanaman padi untuk sifat semi-dwarf, tahan penyakit 

hawar daun bakteri, dan peningkatan jumlah bulir 

padi ,Disamping itu, BB Biogen 

juga melaksanakan genome editing pada tanaman 

jeruk, cabai, dan artemisia berturut-turut untuk keta-

hanan penyakit huang long bing (HLB), ketahanan 

virus gemini, dan kadar artemisin tinggi 

Saat ini, ada  perdebatan apakah produk 

genome editing perlu diregulasi secara khusus atau 

diperlakukan sama seperti produk pemuliaan kon-

vensional yang selama ini dianggap aman dan tidak 

diregulasi khusus, seperti persilangan, mutagenesis, 

dan fusi protoplas. Regulasi khusus perlu diterapkan 

bila suatu metode menghasilkan produk yang me-

miliki potensi bahaya yang berbeda dengan produk 

hasil metode konvensional. Sebagai titik awal untuk 

mengkaji keamanan produk-produk genome editing, 

potensi bahaya dapat diprediksi dengan memban-

dingkan komposisi DNA genom tanaman produk 

genome editing dan produk pemuliaan konvensional 

seperti hasil persilangan dan mutasi. 

Perakitan varietas baru memakai  teknik 

persilangan sesungguhnya merupakan proses peng-

gabungan DNA dari dua atau lebih tetua. Komposisi 

DNA keturunannya berbeda-beda bergantung pada 

desain persilangan dan teknik seleksi yang diguna-

kan (Allard 1999). Sebagai contoh, padi toleran kahat 

P yang merupakan hasil persilangan balik antara 

varietas IR64 dan galur NIL14-4 mengandung 7–11% 

DNA NIL14-4 yang dipakai  sebagai tetua donor, 

meskipun DNA yang diinginkan sebenarnya hanya 

sebesar 0,07% atau 278.000 basa dalam QTL Pup1 

dari padi Kasalath (Chin et al. 2011). Dalam kasus se-

macam ini, aman atau tidaknya komposisi DNA baru 

pada keturunan yang diperoleh tentunya bergantung 

pada keamanan kedua tetua yang dipakai . Kedua 

tetua padi ini  di atas tidak menyintesis zat bera-

cun dalam bulirnya sehingga hasil persilangannya 

juga aman untuk dikonsumsi. Namun, jika tetuanya 

beracun, misalnya beberapa jenis ubi kayu yang 

diketahui mengandung sianida yang cukup tinggi 

(Nassar dan Ortiz 2007), tentu ada potensi untuk 

Tabel 1. Gen yang telah diedit dengan memakai  sistem genome editing pada berbagai spesies tanaman. 

Spesies tanaman Gen target Sistem genomeediting Fungsi Referensi 

Padi OsERF922 CRISPR/Cas9 Peningkatan ketahanan terhadap penyakit 

blas 

Wang et al. 2016 

 SBEIIb dan SBEI CRISPR/Cas9 Kandungan amilosa tinggi Sun et al. 2017 

Padi OsMATL CRISPR/Cas9 Induksi haploid Yaoet al. 2018 

Gandum TaEDR1 CRISPR/Cas9 Ketahanan terhadap downy mildew Zhang et al. 2017 

Jagung ARGO58 CRISPR/Cas9 Toleran kekeringan Shi et al. 2017 

 Wx1 CRISPR/Cas9 Jagung dengan pati amilopektin tinggi Pioneer 2016 

 Zm DMP CRISPR/Cas9 Induksi haploid Zhong et al. 2019 

Kedelai FAD2-1A dan FAD2-1B TALENs Peningkatan kandungan minyak pada biji Haun et al. 2014 

Tomat SlWUS CRISPR/Cas9 Peningkatan ukuran buah Rodríguez-Leal et al. 

2017 

 SIJAZ2 CRISPR/Cas9 Resistensi bakteri Ortigosa et al. 2019 

Jeruk CsLOB1 CRISPR/Cas9 Ketahanan terhadap kanker jeruk Jia et al. 2017 

Jamur PPO CRISPR/Cas9 Anti-browning Waltz 2016 

 

mewariskan DNA pembawa sifat racun itu ke ke-

turunan hasil persilangannya. Dengan demikian, 

produk hasil persilangan konvensional belum tentu 

aman karena keamanannya bergantung pada sifat 

tetua yang dipakai . Metode persilangan selama ini 

tidak dianggap berbahaya dan analisis risiko produk-

nya lebih dititikberatkan pada sifat-sifat yang dimiliki 

kedua tetuanya secara khusus dan sifat spesies yang 

dimuliakan secara umum. 

Metode perakitan varietas lain yang selama ini 

juga tidak diregulasi secara khusus ialah teknik 

mutasi DNA. Teknik ini memunculkan sifat-sifat baru 

dengan cara merusak sekuen DNA yang ada dengan 

bantuan zat kimia seperti EMS atau radiasi. Perubah-

an atau mutasi DNA yang dihasilkan meliputi peru-

bahan basa DNA (substitusi, insersi, atau delesi) atau-

pun di level kromosom (terbelah, hilang, terganda-

kan, atau berpindah lokasi) dan terjadi secara acak di 

berbagai titik secara tidak terkontrol pada tiap sel 

tanaman yang dimutasi (Van De Wiel et al. 2010). 

Dari berbagai studi, diperkirakan bahwa penggunaan 

EMS sebagai mutagen mengubah 14 basa dari setiap 

1.500 basa DNA pada tanaman Arabidopsis, 1 basa 

dari 25.000 basa DNA pada gandum, 1 basa dari 

60.000 basa DNA pada sawi bunga (Brassica rapa), 

dan 1 basauntuk setiap 500.000 basa pada jagung dan 

jelai (barley) (Pathirana 2011). Jika angka ini  di-

kalikan dengan ukuran genom haploid tiap tanaman, 

maka secara total akan ditemukan 1.260.000 mutasi 

pada Arabidopsis, 580.000 mutasi pada gandum, 

8.083 mutasi pada sawi bunga, 4.600 mutasi pada 

jagung, dan 10.600 mutasi pada jelai. Jumlah mutasi 

yang besar dan acak ini berpotensi memunculkan 

sifat-sifat baru, namun juga sangat berpeluang meng-

ganggu fungsi gen-gen yang ada dan memunculkan 

sifat yang tidak diinginkan. Meskipun demikian, 

tanaman yang dikembangkan dari individu dengan 

kerusakan DNA yang masif seperti di atas dianggap 

aman dan tidak harus melalui uji keamanan yang 

rumit seperti tanaman transgenik (Kok et al. 2019). 

Dibandingkan dengan teknik persilangan dan 

mutasi, teknik genome editing sejak awal didesain 

untuk mengubah sekuen DNA tertentu saja secara 

spesifik (Hsu et al.2014), meskipun pada kasus ter-

tentu terjadi pula perubahan sekuen DNA di luar 

target. Fu et al. (2013) melaporkan bahwa akurasi 

CRISPR/Cas nuklease belum mencapai 100% karena 

gen-gen nontarget dengan perbedaan sekuen hingga 

5 basa juga turut diedit. Untuk genom berukuran be-

sar seperti genom manusia, jumlah sekuen nontarget 

dengan karakteristik semacam itu dapat mencapai 64 

lokasi (Fu et al. 2013) sehingga genome editing 

berbasis CRISPR/Cas agak berisiko jika dipakai  

secara medis untuk mengedit genom manusia. Untuk 

meningkatkan akurasi, Cho et al. (2014) menyaran-

kan penggunaan sekuen target unik dan optimasi 

RNA penuntun untuk menghilangkan pengeditan di 

luar target. Di samping itu, cara lain untuk menurun-

kan atau menghindari risiko yang ditimbulkan oleh 

Cas9 ialah dengan memodifikasi molekul Cas9 itu 

sendiri seperti yang ditempuh oleh Kleinstiver et al. 

(2016) agar molekul Cas9 memiliki akurasi yang lebih 

tinggi dan tidak mengubah DNA lain di luar target 

yang telah ditetapkan. Dengan penyempurnaan-

penyempurnaan ini, genome editing berbasis Cas9 

menjadi semakin spesifik dan aman dipakai  untuk 

genome editing tanaman, bahkan manusia, dimana 

pengeditan yang tidak spesifik dan di luar target tidak 

dapat ditoleransi sama sekali. 

Perlu dicatat pula bahwa pengeditan di luar 

target dalam genome editing berbasis CRISPR/Cas9 

tidak bersifat acak dan hanya terjadi di sekuen DNA 

yang mirip dengan gen target (Cho et al. 2014) se-

hingga relatif mudah untuk dilacak dan ditindaklan-

juti bila dianggap berbahaya. Secara teoritis, risiko 

yang dihadapi justru lebih besar dalam pemuliaan 

berbasis mutasi DNA karena sifatnya yang acak 

(Purnhagen et al. 2018) sehingga keseluruhan DNA 

dalam genom harus disekuensing bila semua peru-

bahan yang tidak spesifik perlu dicek keberadaannya 

dan dihilangkan. Namun, peraturan produk hasil mu-

tasi tidak mensyaratkan demikian, dan penghilangan 

sifat-sifat yang tidak diinginkan hanya dilakukan 

dengan pengamatan sifat secara fisik tanpa ada 

analisis DNA yang mendalam. Walaupun demikian, 

dengan pengamatan fisik inipun ternyata track record 

keamanan hayati produk hasil mutasi DNA konven-

sional sangat baik (Urnov et al. 2018) dan tidak ada 

insiden yang mengemuka dalam beberapa dekade 

terakhir sejak produk hasil mutasi DNA pertama di-

lepas ke masyarakat. 

Tanaman hasil genome editing yang gen-gen 

molekul pengedit genomnya telah dibuang justru 

mengalami perubahan komposisi DNAyang paling 

kecil dan mudah dilacak dibanding dengan metode 

lain yang selama ini dianggap aman seperti persilang-

an dan mutasi DNA konvensional. Selain itu, tidak ada 

materi DNA asing yang masuk ke dalam genom 

tanaman hasil genome editing kategori SDN-1, serta 

SDN-2 dan SDN-3 yang didesain untuk menyerupai 

mutasi dan gen alami. Oleh karenanya, regulasi yang 

selama ini mengatur pemuliaan berbasis persilangan 

dan mutasi konvensional semestinya juga sudah 

cukup untuk memastikan keamanan produk genome 

editing . Peng-

khususan regulasi untuk produk genome editing 

2019 Tanaman Hasil Genome Editing dan Tantangan Pengaturan Keamanannya: 

mengisyaratkan bahwa ada risiko unik yang hanya 

mungkin ditimbulkan oleh metode ini. Semestinya, 

pengambilan kebijakan seperti ini perlu didefinisikan 

secara jelas dan risiko yang ingin dihindari harus 

dapat diuji secara ilmiah sebelum dijadikan aturan 

baku. Rumusan yang jelas dan dapat diuji tentang 

bahaya unik metode genome editing akan memudah-

kan pengguna metode ini untuk mengambil langkah-

langkah pencegahan agar bahaya yang mungkin 

muncul dapat dihindari. Rumusan yang spesifik ten-

tang bahaya yang hanya ada dalam metode genome 

editing juga akan mencegah penggunaan aturan 

khusus ini untuk melarang atau mendelegitimasi 

metode lain yang selama ini dinyatakan aman, seperti 

pemu-liaan berbasis mutasi, mengingat metode 

mutasi memiliki efek perubahan DNA yang lebih luas 

dan banyak daripada produk hasil teknik pemuliaan 

lain 

Dalam proses penyusunan regulasi untuk 

genome editing, regulasi  PRG sangat relevan untuk 

dipertimbangkan mengingat sebagian metode 

genome editing juga memakai  teknik rekayasa 

genetik dalam proses perakitannya. Secara umum, 

negara-negara di dunia mengatur PRG berdasarkan 

sifat produk atau proses perakitan produk ini  

(Sprink et al. 2016). Regulasi berbasis proses seperti 

Protokol Cartagena mengatur secara khusus produk 

yang dirakit melalui proses tertentu, sedangkan 

regulasi berdasarkan produk tidak akan melihat 

metode perakitan tetapi lebih fokus pada sifat produk 

yang dihasilkan. Aturan khusus yang diterapkan 

berupa kajian keamanan hayati, baik dalam aspek 

kesehatan manusia maupun lingkungan. 

Pedoman pengkajian keamanan hayati yang di-

gunakan semua negara telah baku, yaitu Codex 

Alimentarius tahun 2003(Haslberger 2003). Negara-

negara di dunia disarankan untuk mengkaji PRG 

sesuai dengan pedoman ini , walaupun setiap 

negara mempunyai kerangka kerjadan mekanisme 

yang berbeda-beda. Codex Alimentarius menyaran-

kan pengkajian atas tiga kriteria, yaitu infomasi ge-

netik (donor dan penerima), kesetaraan substansial, 

dan toksisitas terhadap kesehatan, ditambah dengan 

dampak terhadap spesies non-target dan peluang 

geneflow serta horizontal transfer untuk benih 

(keamanan lingkungan). 

Indonesia sebagai salah satu negara yang mera-

tifikasi Protokol Cartagena pada tahun 2004 men-

dasarkan regulasi PRG pada proses atau metode 

perakitan yang dipakai . Hal ini jelas tertera dalam 

PP No. 21 Tahun 2005 tentang Pedoman Pengkajian 

Keamanan Hayati PRG. Indonesia telah menerbitkan 

beberapa regulasi terkait pemanfaatan PRG ini, 

antara lain UU No. 16 Tahun 1996 tentang Pangan 

yang kemudian direvisi dengan UU No. 18 Tahun 

2012, yang menyatakan bahwa sebelum diedarkan 

semua PRG harus terlebih dahulu lolos uji keamanan 

hayati. 

 

Gambar 2. Peluang relatif metode-metode pemuliaan untuk menghasilkan perubahan genetik yang tidak diinginkan ke dalam genom tanaman. 

Daerah berwarna abu-abu menggambarkan derajat relatif potensi perubahan yang tidak diinginkan, sedangkan daerah berwarna 

hitam menggambarkan derajat relatif disrupsi genetik yang dapat diakibatkan metode pemuliaan masing-masing menurut komite 

Dewan Riset Nasional Amerika Serikat 

Amerika Serikat merupakan salah satu negara 

yang tidak meratifikasi Protokol Cartagena, namun 

regulasi PRG-nya sebenarnya juga dipengaruhi oleh 

proses apa yang dipakai  untuk menghasilkan 

produk ini  

Secara umum, Code of Federal Regulations Title 7 

part 340 mengatur bahwa regulasi dan pengujian 

ekstra hanya diperlukan apabila pengembangan 

suatu tanaman melibatkan organisme donor, pene-

rima, vektor ataupun agen vektor yang berasal dari 

organisme yang dikategorikan sebagai hama atau pe-

nyakit tanaman, atau yang tidak diketahui klasifikasi-

nya (Camacho et al. 2014). Dengan demikian, baik 

tanaman transgenik maupun produk genome editing 

tidak diregulasi khusus selama memenuhi kriteria di 

atas, meskipun kenyataannya mayoritas tanaman 

transgenik terkena regulasi karena memakai  

transformasi dengan Agrobacterium (bakteri patogen 

tanaman) dan promotor 35S dari virus patogen 

tanaman (Marchant dan Stevens 2015). 

Camacho et al. (2014) mengompilasi jenis-jenis 

tanaman yang selama ini tidak diregulasi di AS dan 

merumuskan garis besar sifat tanaman-tanaman 

ini . Tanaman transgenik hasil metode biolistik 

yang tidak membawa DNA hama/penyakit tanaman 

tidak diregulasi. Demikian pula, produk cisgenesis 

dan intragenesis, yang murni memakai  DNA 

tanaman itu sendiri atau kerabat yang dapat disilang, 

juga lolos dari regulasi selama tidak ditransformasi 

melalui perantaraan Agrobacterium. Keturunan hasil 

persilangan dengan tanaman transgenik yang tidak 

mewarisi DNA rekombinan dari tetua transgeniknya 

juga dianggap tidak perlu diregulasi. Sementara untuk 

produk genome editing, selama editing yang dilaku-

kan hanya bersifat delesi, produk akhirnya tidak di-

regulasi karena tidak ada materi genetik baru yang 

masuk ke tanaman ini . Namun, produk genome 

editing baik yang sifatnya substitusi maupun insersi 

basa secara kasus per kasus ada kemung-kinan harus 

diregulasi. 

Tabel 2. Perbandingan perumusan regulasi genome editing di berbagai negara di dunia (Eckerstorfer et al. 2019). 

Negara Pendekatan penyusunan regulasi 

saat ini 

Perkembangan penyusunan regulasi 

genome editing Status perizinan produk genome editing 

Afrika Selatan Regulasi PRG berlaku juga untuk 

produk genome editing 

Diskusi untuk mengamandemen aturan 

tengah berjalan 

Belum ada pengajuan izin pelepasan, ada 

produk genome editing di Fasilitas Uji 

Terbatas 

Amerika 

Serikat 

Menentukan apakah produk 

tertentu harus diregulasi khusus 

Konsultasi tentang kebijakan untuk 

menghilangkan regulasi produk hasil 

teknik tertentu (contohnya, cisgenesis) 

Telah terbit izin beberapa produk genome 

editing untuk dilepas tanpa melalui regulasi 

PRG, beberapa pengajuan izin tengah 

dievaluasi 

Argentina Menentukan apakah produk 

genome editing diregulasi seperti 

PRG  

Penerbitan resolusi tambahan tahun 2015 

(Resolution No. 173/2015) yang 

menentukan kriteria kasus per kasus 

tentang status regulasi produk genome 

editing 

Hingga Juni 2018 telah dievaluasi 12 

pengajuan izin, 10 izin di antaranya produk 

genome editing (kebanyakan tanaman), dan 

kebanyakan diputuskan untuk tidak diregulasi 

seperti PRG 

Australia Menentukan apakah proses 

genome editing diregulasi seperti 

PRG 

Office of the Gene Technology Regulator 

mengusulkan amandemen teknis aturan 

yang ada, sedang dalam proses 

konsultasi 

Belum ada pengajuan izin pelepasan tak 

terbatas (unconfined release), namun ada uji 

lapang produk genome editing 

Brasil Menentukan apakah produk 

genome editing diregulasi seperti 

PRG 

Penerbitan resolusi tambahan pada 

Januari 2018 (Normative Resolution No. 

16) yang mirip dengan resolusi tambahan 

Argentina tahun 2015 

Ada produk genome editing di Fasilitas Uji 

Terbatas, dua ragi produk genome editing 

dievaluasi dengan aturan baru dan diputuskan 

untuk tidak diregulasi 

Kanada Menentukan apakah produk 

genome editing memiliki sifat baru 

Pengkajian kembali hal-hal yang 

diperlukan untuk analisis risiko tengah 

dilakukan 

Beberapa izin pelepasan telah diberikan 

(seperti kentang cisgenik, rapeseed hasil 

genome editing) 

Norwegia Menentukan apakah teknik 

pemuliaan baru tertentu perlu 

diregulasi seperti PRG 

Diskusi teknis untuk menentukan langkah 

yang perlu diambil (berpedoman pada Uni 

Eropa) 

Belum ada pengajuan izin pelepasan, ada 

produk genome editing di Fasilitas Uji 

Terbatas 

Selandia Baru Seluruh produk genome editing 

diregulasi seperti PRG, 

perkecualian hanya diberikan 

pada mutasi kimiawi atau radiasi 

Pemerintah menganut kebijakan bahwa 

keputusan teknis ada di New Zealand 

Environmental Protection Agency, dan 

tidak ada rencana perubahan aturan 

dalam waktu dekat 

Pemanfaatan genome editing sebatas di level 

penelitian, beberapa produk telah diputuskan 

untuk diregulasi seperti PRG 

Swiss Menentukan apakah jenis genome 

editing tertentu perlu diregulasi 

seperti PRG 

Diskusi dengan stakeholder untuk 

menggali informasi dalam menyusun 

regulasi masa depan 

Belum ada pengajuan izin, ada uji lapang 

beberapa produk genome editing 

Uni Eropa Menentukan apakah jenis genome 

editing tertentu perlu diregulasi 

seperti PRG 

Tidak ada perubahan aturan (Directive 

2001/18/EC), namun Mahkamah Uni 

Eropa memutuskan bahwa genome 

editing diregulasi seperti PRG 

Tidak ada pengajuan izin pelepasan atau 

penjualan di level Eropa, tapi ada beberapa uji 

lapang produk hasil genome editing 

 

Pendekatan regulasi yang berbeda dilakukan 

oleh Kanada, yang meskipun tercatat sebagai negara 

yang menandatangani pengajuan Protokol Cartagena, 

namun akhirnya tidak meratifikasi protokol ini  

(Convention on Biological Diversity 2018). Sistem 

regulasi di Kanada berbasis produk dan bukan proses 

perakitan tanamannya (Eckerstorfer et al. 2019). Izin 

pelepasan varietas baru harus melewati regulasi 

khusus ketika varietas yang akan dilepas memiliki 

sifat baru (novel trait) yang belum ada sebelumnya, 

tanpa memandang metode yang dipakai  untuk 

merakitnya (Tabel 2). Sebagai contoh, sifat ketahan-

an terhadap herbisida biasanya selalu dianggap 

sebagai sifat baru dan diregulasi khusus, meskipun 

tanaman ini  dihasilkan dari metode persilangan 

tradisional. Hal ini dikarenakan evaluasi keamanan 

lingkungan di sana dirancang untuk mencegah dam-

pak negatif seperti tanaman menjadi gulma atau 

invasif, sifat baru ditransfer ke kerabat liar, tanaman 

menjadi pengganggu tanaman lain, tanaman atau 

produk gennya membahayakan spesies non-target, 

atau tanaman mengancam keanekaragaman hayati 

(Smyth dan McHughen 2008). Dengan demikian, 

pemulia tanaman yang memakai  teknik genome 

editing di Kanada hanya perlu mempertimbangkan 

sifat yang ingin ditambahkan pada tanamannya 

karena regulasi yang ada lebih ditekankan pada sifat 

ini  dan bukan pada metode penyisipannya. 

Apabila sifat yang ditambahkan sebelumnya sudah 

ada di alam pada spesies yang sama, produknya tidak 

diatur secara khusus. 

Di negara-negara peratifikasi Protokol 

Cartagena, tanpa adanya peraturan khusus tentang 

produk genome editing maka tanaman hasil tekno-

logi ini dapat ditafsirkan mengikuti regulasi PRG 

(Whelan dan Lema 2015). Hal ini disebabkan karena 

proses genome editing melibatkan teknik rekombinan 

DNA secara in vitro yang dalam Protokol Cartagena 

merupakan proses yang harus diregulasi khusus 

pelepasannya. Brasil merupakan salah satu negara 

peratifikasi Protokol Cartagena yang menerbitkan 

regulasi khusus untuk produk genome editing yang 

dituangkan dalam National Biosafety Technical 

Commission Normative Resolution No. 16 tanggal 15 

Januari 2018 (National Biosafety Technical 

Commission 2018). Resolusi normatif ini mengatur 

bahwa CTNBio, komisi teknis keamanan hayati Brasil, 

dapat secara kasus per kasus memutuskan beberapa 

tanaman produk inovasi pemuliaan tanaman seperti 

genome editing untuk tidak diregulasi seperti PRG. 

Produk inovasi pemuliaan yang dapat diajukan harus 

memiliki minimal salah satu karakteristik berikut:  

 

1. Tidak mengandung DNA/RNA rekombinan jika 

merupakan keturunan tanaman PRG. 

2. Produk diperoleh melalui teknik DNA/RNA yang 

tidak bermultiplikasi dalam sel hidup. 

3. Produk hasil teknik penghasil mutasi spesifik pada 

sekuen tertentu yang menyebabkan bertambah-

nya atau hilangnya fungsi gen, namun terbukti 

tidak mengandung DNA/RNA rekombinan. 

4. Produk hasil teknik yang mengakibatkan ekspresi 

DNA/RNA rekombinan untuk sementara maupun 

permanen, namun tidak ada introgresi DNA/RNA 

ini  pada produk akhir. 

5. Produk hasil teknik yang memakai  DNA/RNA 

yang tidak memodifikasi genom inang secara 

permanen, atau terserap secara sistemik maupun 

non-sistemik. 

Resolusi ini  juga mengatur bahwa ada 

beberapa dokumen yang harus diserahkan untuk 

dapat mengajukan pengecualian ini pada CTNBio. 

Beberapa informasi berikut ini tentang tetua produk 

harus disampaikan:  

1. Identitas teknologi genetik, tujuan, dan target 

penggunaan tanaman dan produk turunannya.  

2. Klasifikasi taksonomis mendetail tanaman yang 

diajukan. 

3. Klasifikasi risiko PRG sesuai Resolusi Normatif No. 

2 tanggal 27 November 2006.  

4. Gen-gen atau elemen genetik yang dimanipulasi, 

asal organismenya, dan fungsinya.  

5. Strategi genetik yang dipakai  untuk menghasil-

kan modifikasi serta peta genetik mendetail 

konstruk yang dipakai .  

6. Karakterisasi molekuler hasil manipulasi genetik 

(tetua ataupun produk akhir), dan jika memung-

kinkan ditambah informasi tentang jumlah 

sekuen/alel yang dimanipulasi, lokasi sekuen/alel 

ini  dalam genom (jika tersedia), dan 

identifikasi modifikasi off-target jika ada. 

7. Detail produk ekspresi segmen genom yang di-

manipulasi.  

Turunan tetua di atas ataupun produk akhir 

harus dilengkapi beberapa keterangan sebagai 

berikut: 

1. Bukti tidak adanya DNA/RNA rekombinan ber-

dasarkan analisis molekuler. 

2. Kemungkinan DNA/RNA yang dipakai ,baik se-

cara topikal maupun sistemik, untuk terekom-

binasi dan terinsersi ke spesies target ataupun 

non-target. 

3. Apakah produk yang diajukan telah dilepas secara 

komersial di negara lain. 

4. Jika produk memakai  prinsip gene drive 

untuk menyebarkan sifat ke populasi organisme 

ini , perlu dijelaskan cara untuk memonitor-

nya memakai  minimal dua pendekatan. 

5. Bagaimana kemungkinan adanya efek samping 

teknologi yang mungkin muncul dalam produk 

yang dikaji. 

Dari persyaratan-persyaratan di atas, jelas bah-

wa masih ada prosedur yang cukup kompleks untuk 

mendapatkan pengecualian dalam menjalani regu-

lasi produk PRG di Brasil, meskipun persyaratan ter-

sebut masih lebih ringan daripada regulasi PRG se-

cara keseluruhan. Langkah Brasil ini juga menunjuk-

kan bahwa negara peratifikasi Protokol Cartagena 

seperti Indonesia juga dapat menerbitkan aturan 

pengecualian untuk produk-produk tertentu agar 

tidak harus menjalani regulasi seperti PRG. Sampai 

saat ini, banyak negara di dunia yang sedang merevisi 

dan menyusun regulasi untuk PRG dan produk hasil 

genome editing dengan memerhatikan regulasi yang 

berlaku di negara lain, terutama Amerika Serikat, 

Kanada, Australia, Uni Eropa, Argentina, dan Brasil. 

Namun demikian, hanya negara-negara Uni Eropa 

yang mengategorikan seluruh produk genome editing 

sebagai PRG 

Genome editing merupakan teknologi terbaru 

untuk merakit tanaman unggul, yang meskipun 

dalam prosesnya memakai  teknologi rekom-

binan DNA, produk akhirnya dapat didesain untuk 

tidak mengandung DNA asing. Beberapa produknya 

tidak dapat dibedakan, baik secara fisik maupun 

genetik, dengan tanaman hasil mutasi konvensional 

sehingga di beberapa negara produk-produk ini  

dianggap aman dan tidak diatur sebagai tanaman 

PRG. Aturan yang telah dirumuskan di negara-negara 

lain untuk tanaman hasil genome editing dapat di-

pertimbangkan untuk diadopsi di Indonesia, terutama 

aturan yang diterapkan di negara sesama peratifikasi 

Protokol Cartagena dan pemilik mega biodiversitas 

seperti Brasil. Jika seluruh produk genome editing di-

perlakukan seperti PRG, nasib teknologi ini akan 

mengikuti teknologi rekayasa genetic yang penerap-

annya hingga kini terhambat, baik di dunia maupun di 

Indonesia. Padahal genome editing berpotensi untuk 

mempercepat proses pemuliaan komoditas-komodi-

tas pertanian guna menjamin keberlangsungan ke-

tahanan pangan, di era di mana perubahan iklim ber-

langsung begitu cepat dan memengaruhi laju pe-

ningkatan produksi pertanian di Indonesia dan dunia.