Prof Sean Fair dari UL membahas penelitiannya tentang kesuburan banteng, ‘darah kehidupan’ seorang akademisi dan bagaimana dia menggunakan AI dan pembelajaran mesin.
Hari ini (17 September) menandai hari terakhir Kejuaraan Membajak Nasional 2026, acara pertanian luar ruang terbesar di Irlandia.
Sorotan tertuju pada segala hal yang berkaitan dengan pertanian pada acara di Co Offaly minggu ini, termasuk cara ilmu pengetahuan dan teknologi digunakan untuk memajukan sektor ini.
Misalnya, awal pekan ini sejumlah perusahaan rintisan (start-up) agritech memamerkan ide-ide mereka di kompetisi pitching langsung Arena Inovasi Enterprise Ireland di Kejuaraan Pembajakan, dan VetPal dari Roscommon membawa pulang hadiah utama – penghargaan Start-Up of the Year senilai €10.000.
Ilmu pengetahuan dan teknologi menjadi semakin penting bagi pertanian Irlandia, dengan sejumlah peneliti dan pendiri yang berfokus pada inovasi dan transformasi berbagai aspek sektor masyarakat adat terbesar di negara tersebut.
Prof Sean Fair adalah salah satu peneliti tersebut.
Tumbuh di sebuah peternakan di Galway, Fair mendapat “permulaan mendalam” dengan hewan sejak dini.
“Merawat bayi yang baru lahir dan menyaksikan mereka berkembang selalu terasa istimewa,” katanya kepada SiliconRepublic.com. “Saya tidak pernah bercita-cita menjadi seorang peneliti – saya hanya mengikuti pertanyaan-pertanyaan yang membuat saya terpesona dan ingin memahami berbagai hal lebih dalam.”
Keingintahuan ini akhirnya membawa Fair meraih gelar PhD di bidang biologi reproduksi, di mana ia dapat bekerja bersama orang-orang yang menginspirasi baik di bidang penelitian maupun industri pertanian.
Kini, Fair adalah kepala Departemen Ilmu Biologi di Universitas Limerick (UL) dan koordinator proyek BullNet – Jaringan Pelatihan Doktoral Marie Curie yang berfokus pada pemahaman dan peningkatan kesuburan banteng.
“Saya sangat menikmati kebebasan akademis untuk mengikuti minat saya, dan kemampuan untuk mengembangkan teknologi reproduksi berbantuan di bidang peternakan memungkinkan saya untuk berkontribusi pada jenis peternakan tempat saya dibesarkan,” katanya.
Di sini, Fair berbicara kepada kami tentang penelitiannya dan proyek BullNet.
Bisakah Anda memberi tahu kami tentang BullNet dan penelitian yang sedang Anda kerjakan?
Permintaan global akan protein daging terus meningkat, didorong oleh pertumbuhan populasi dunia dan preferensi konsumen terhadap makanan alami dan padat nutrisi. Sistem produksi hewan harus segera menerapkan efisiensi teknologi dan praktik yang lebih berkelanjutan untuk mengurangi tekanan lingkungan.
Para peternak dapat secara selektif membiakkan hewan-hewan yang lebih elit secara genetis, yang tumbuh lebih cepat, menggunakan pakan dengan lebih efisien, dan menghasilkan lebih sedikit emisi per kilogram daging, sehingga mengurangi jejak kaki mereka terhadap lingkungan. Teknologi reproduksi berbantuan seperti inseminasi buatan, semen yang disortir berdasarkan jenis kelamin, dan teknologi embrio memungkinkan kita untuk menyebarkan gen dari hewan elit secara lebih luas sehingga dapat meningkatkan perolehan genetik untuk sifat-sifat yang penting secara ekonomi dan sosial.
BullNet adalah Jaringan Pelatihan Doktoral Aksi Marie Skłodowska-Curie yang saya koordinasikan, dan kami memiliki 14 mahasiswa PhD yang berbasis di seluruh Eropa yang mengerjakan berbagai aspek kesuburan banteng.
Hal ini difokuskan pada pemahaman dan peningkatan kesuburan sapi jantan, dan terdiri dari program penelitian multidisiplin dan lintas sektoral yang dirancang untuk mengungkap kompleksitas biologi yang mendasari gangguan kesuburan individu sapi jantan.
Kami menggunakan pendekatan dasar, terapan, dan pembelajaran mesin yang mutakhir untuk memahami regulasi biologis fungsi sperma dan biologi testis. Salah satu tema utama penelitian saya adalah mengapa beberapa sapi jantan memiliki sperma yang memiliki motilitas dan bentuk normal, seperti yang dinilai di bawah mikroskop, namun mengakibatkan berkurangnya angka kebuntingan di lapangan.
Kami juga mempelajari bagaimana sperma berkomunikasi silang dengan saluran reproduksi pria dan wanita, bagaimana hal ini mempengaruhi pembentukan kehamilan dan bagaimana kontribusi epigenetik dari pihak ayah diteruskan ke generasi berikutnya.
Bagaimana AI dan pembelajaran mesin mengubah bidang penelitian Anda?
Kami menggunakan AI dan pembelajaran mesin dalam pendekatan biologi sistem dengan mengintegrasikan kumpulan data biologis besar berbasis omics (gen, protein, metabolit) untuk memahami secara lebih komprehensif biologi yang mendasari kontribusi laki-laki terhadap pembentukan kehamilan.
Sebagai contoh, kami baru-baru ini menunjukkan bahwa meskipun hanya satu sperma yang membuahi sel telur, jutaan sperma lainnya berinteraksi dengan lapisan rahim dan saluran tuba serta mengubah lingkungannya demi kepentingan perkembangan embrio. Jadi ini adalah upaya tim!
Kita sekarang tahu bahwa sperma harus hidup untuk merangsang respon imun di dalam rahim – dan memang, sperma dari pria yang berbeda melakukan hal ini dengan cara yang berbeda. Sperma dari sapi jantan dengan kesuburan tinggi meningkatkan regulasi jalur biologis yang berkaitan dengan perkembangan embrio dan mendorong terjadinya kehamilan. Kami juga telah menggunakan alat pembelajaran mesin untuk mengidentifikasi protein pada permukaan sperma yang telah kami validasi sebagai biomarker kesuburan sapi jantan yang lebih andal.
Singkatnya, hal ini mengedepankan biomarker dan jalur biologis yang tidak pernah terpikirkan oleh kita dan kemudian memungkinkan kita mengikuti jalur penelitian baru. Hal ini berdampak pada spesies lain, termasuk manusia.
Bagaimana penelitian ini dapat mengubah praktik pertanian?
Mampu memprediksi secara andal hasil kesuburan dari sampel air mani sebelum dilepaskan ke lapangan sangatlah penting, terutama bagi pejantan muda yang secara genetik elit di musim pertama mereka. Berkat teknologi DNA, kini kami dapat mengidentifikasi sapi jantan paling elit dalam beberapa minggu setelah lahir. Namun sapi jantan muda ini tidak menghasilkan sperma yang berfungsi sampai mereka mencapai pubertas pada usia sekitar sembilan bulan, dan bahkan pada saat itu, mereka menghasilkan air mani berkualitas rendah dalam jumlah sedikit – dan kita tidak mengetahui tingkat kebuntingan mereka di lapangan.
Dengan memiliki biomarker kualitas semen yang dapat diandalkan, pusat peternakan dapat mengeluarkan semen dari pejantan muda tersebut (baik semen yang disortir berdasarkan jenis kelamin maupun semen konvensional) dengan keyakinan bahwa peternak akan mencapai tingkat kebuntingan normal. Kesuburan di lahan pertanian merupakan pendorong utama profitabilitas peternakan berbasis rumput.
‘Pendanaan adalah darah kehidupan seorang akademisi’
Apa saja tantangan terbesar yang Anda hadapi sebagai peneliti di bidang Anda?
Terus mencari peluang pendanaan untuk mempertahankan penelitian saya. Pendanaan adalah sumber kehidupan seorang akademisi dan di sektor universitas kami tidak memiliki anggaran penelitian inti. Dunia pendanaan di Irlandia dan UE sangat kompetitif dan meskipun saya beruntung telah mendapatkan sejumlah proyek penelitian yang didanai besar, selalu menjadi tantangan untuk memastikan tidak ada kesenjangan dalam pendanaan karena kita akan kehilangan staf yang memiliki keahlian tingkat tinggi.
Apakah ada kesalahpahaman umum mengenai bidang penelitian ini? Bagaimana Anda mengatasinya?
Bahwa kita sedang mengedit genom hewan. Fokus kami adalah bekerja sama dengan industri peternakan hewan yang lebih luas dan ahli genetika yang mengidentifikasi hewan paling elit berdasarkan sifat-sifat yang diminati, lalu kami menggunakan teknologi reproduksi berbantuan untuk menyebarkan gen dari hewan-hewan ini secara luas.
Jadi ini sangat wajar dan meskipun kami bekerja dengan sperma banteng, kenyataannya ini hanyalah cara untuk menyebarkan DNA dari garis ayah.
Apakah ada penelitian lain di wilayah Anda yang ingin Anda tangani di tahun-tahun mendatang?
Gametogenesis in vitro adalah teknik laboratorium yang mengubah sel somatik, seperti kulit atau fibroblas, menjadi sel telur atau sperma yang berfungsi dengan terlebih dahulu memprogram ulang sel tersebut menjadi sel induk berpotensi majemuk yang diinduksi dan kemudian membimbingnya melalui pengembangan garis germinal.
Hal ini telah dicapai pada tikus, dan saya ingin melihat hal ini dikembangkan pada hewan ternak karena memiliki potensi untuk mempercepat kemajuan genetika bila dikombinasikan dengan teknologi reproduksi berbantuan lainnya. Seiring berkembangnya teknologi ini, penting bagi kita untuk melakukan eksperimen yang dirancang dengan baik untuk memantau dampak yang tidak sesuai target pada generasi berikutnya.