Metagenomik

Metagenomik adalah cabang ilmu yang mempelajari materi genetik yang diperoleh langsung dari sampel lingkungan, untuk menganalisis komunitas mikroba secara komprehensif tanpa perlu kultivasi mikroorganisme individual. Pendekatan ini menggunakan teknik sekuensing shotgun atau sekuensing gen penanda seperti 16S rRNA, dan memungkinkan penemuan spesies, gen, jalur metabolik, serta interaksi ekologis dalam komunitas tersebut.

Alur kerja metagenomik meliputi pengambilan sampel, ekstraksi DNA, sekuensing, serta analisis bioinformatika. Sekuensi shotgun menghasilkan potongan-potongan DNA acak yang kemudian dirakit menjadi contig, dipisahkan (binning) menjadi MAGs (metagenome-assembled genomes) atau dianalisis secara langsung. Sekuensi amplicon berfokus pada wilayah gen penanda untuk identifikasi taksonomi. Hasilnya digunakan untuk penugasan taksonomi dan fungsional melalui anotasi pada basis data.

Aplikasi metagenomik luas, mulai dari riset mikrobioma manusia, ekologi lingkungan (tanah, air, perairan), pertanian, hingga bioteknologi dan bioremediasi. Metagenomik memungkinkan estimasi potensi metabolik komunitas, identifikasi jalur enzimatik penting, dan pemantauan komunitas mikroba dalam proses industri atau risiko patogen.

Tantangan dan batasan meliputi kontaminasi DNA inang, kompleksitas komunitas, serta kebutuhan sumber daya komputasi dan data kualitas tinggi. Interpretasi fungsional sering terbatas pada anotasi gen yang dikenal, banyak gen masih tidak terhubung dengan fungsi. Bias teknik dan variasi protokol juga dapat mempengaruhi hasil. Etika data, privasi (untuk sampel manusia), dan standar pelaporan menjadi aspek penting dalam praktik metagenomik modern.