วันอังคารที่ 8 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554

ประเมินผล

1 สิ่งที่ได้เรียนรู้จากกิจกรรม
   ได้เรียนรู้เกี่ยวกับเนื้อหาที่ศึกษาโดยใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเป็นสื่อในการค้นหา
   ได้รู้จักการทำงานเป็นกลุ่ม การแบ่งหน้าที่ ความรับผิดชอบ และการร่วมกันแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ
2 อุปสรรค
    ส่วนใหญ่เป็นปัญหาเกี่ยวกับการใช้งานอินเตอร์เน็ต ซึ่งสัญญาณช้ามาก และยังโหลดข้อมูลได้ช้าอีกด้วย      
เม้าส์มีปัญหา
3 ข้อเสนอแนะ
    ระบบเครือข่ายของข้อมูลมีน้อยเกินไปหรือไม่ก็เป็นข้อมูลเก่าๆ ไม่ค่อยทันสมัยทำให้การศึกษาข้อมูลดังกล่าวยังมีความรู้ในรูปแบบเก่าๆ แต่ก็ดี
4 อื่นๆ
   กิจกรรมนี้แม้จะมีอุปสรรคในเรื่องเทคโนโลยีบ้าง แต่ก็ทำให้เราได้รับความรู้จากข้อมูลเป็นอย่างมาก เนื่องจากเป็นการเรียนรู้จากสื่อ ซึ่งทำให้ได้รับจากประสบการณ์ตรง นับเป็นเรื่องที่ดีมากๆ
 
 

วันอาทิตย์ที่ 6 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554

เทคโนโลยีชีวภาพ และประโยชน์ของ GMOs การโคลนนิ่ง การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื้อ

เทคโนโลยีชีวภาพ คือ ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้สิ่งมีชีวิต หรือผลิตภัณฑ์ต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต เช่น เอนไซม์ หรือโปรตีนชนิดต่างๆ เป็นต้น เพื่อให้เกิดประโยชน์กับมนุษยชาติ
ความรู้ทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพอาจก่อให้เกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ส่งผลให้เกิดกระบวนการสร้าง กระบวนการทำลาย หรือการก่อให้เกิดสิ่งใหม่ที่ดำเนินอยู่ในสิ่งมีชีวิต ซึ่งกระบวนการ ทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เป็นผลมาจากการทำงานของสารพันธุกรรม หรือดีเอ็นเอ และหน่วยพันธุกรรมหรือยีน การศึกษางานด้านเทคโนโลยีชีวภาพจึงต้องอาศัยความรู้พื้นฐาน เกี่ยวกับสารพันธุกรรม และพฤติกรรมของสารพันธุกรรม รวมทั้งวิธีการสำคัญต่างๆที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการด้านเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อการ นำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพ
เทคโนโลยีชีวภาพที่เก่าแก่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติก็คือ เทคโนโลยีการหมัก (Fermentation Technology) และ เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ คือ เทคโนโลยีรีคอมบิแนนท์ดีเอ็นเอ (DNA Recombinant Technology) หรือ พันธุวิศวกรรม (genetic engineering)




ประโยชน์ของGMOs
ประโยชน์ต่อเกษตรกร
1. ทำให้เกิดพืชสายพันธุ์ใหม่ที่มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อม เช่น ทนต่อศัตรูพืช หรือมีความสามารถในการ ป้องกันตนเองจากศัตรูพืช เช่น เชื้อไวรัส เชื้อรา แบคทีเรีย แมลงศัตรูพืช หรือแม้แต่ยาฆ่าแมลง และยาปราบวัชพืช หรือในบางกรณีอาจเป็นพืชที่ทนแล้ง ทนดินเค็ม ดินเปรี้ยว คุณสมบัติ เช่นนี้เป็นประโยชน์ ต่อเกษตรกร เราเรียกลักษณะเช่นนี้ว่าเป็น agronomic traits
2. ทำให้เกิดพืชสายพันธุ์ใหม่ที่มีคุณสมบัติเหมาะแก่การเก็บรักษาเป็นเวลานาน ทำให้สามารถอยู่ได้นานวัน และขนส่งได้เป็นระยะทางไกลโดยไม่เน่าเสีย เช่น มะเขือเทศที่สุกช้า หรือแม้จะสุกแต่ก็ไม่งอม เนื้อยังแข็ง และกรอบ ไม่งอมหรือเละเมื่อไปถึงมือผู้บริโภค ลักษณะนี้ก็ถือว่าเป็น agronomic traits เช่นเดียวกัน เพราะให้ประโยชน์แก่เกษตรกรและผู้จำหน่าย สินค้า GMOs ส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบันนี้อยู่ในจำพวก ข้อ 1 หรือ ข้อ 2 ที่กล่าวมานี้
ประโยชน์ต่อผู้บริโภค
3. ทำให้เกิดธัญพืช ผัก หรือผลไม้ที่มีคุณสมบัติเพิ่มขึ้นในทางโภชนาการ เช่น ส้มหรือมะนาวที่มีวิตามินซีเพิ่ม มากขึ้น หรือผลไม้ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นกว่าเดิม ให้ผลมากกว่าเดิม ลักษณะเหล่านี้เป็นการเพิ่มคุณค่าเชิงคุณภาพ (quality traits)
4. ทำให้เกิดพันธุ์พืชใหม่ๆ ที่มีคุณค่าในเชิงพาณิชย์ เช่น ดอกไม้หรือพืชจำพวกไม้ประดับสายพันธุ์ใหม่ที่มี รูปร่างแปลกกว่าเดิม ขนาดใหญ่กว่าเดิม สีสันแปลกไปจากเดิม หรือมีความคงทนกว่าเดิม ซึ่งถือว่าเป็น quality traits เช่นกัน
GMOs ที่มีลักษณะที่กล่าวมาในข้อ 3 และข้อ 4 นี้ในบางประเทศเช่น สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นเริ่มมีจำหน่าย เป็นสินค้าแล้ว และคาดว่าจะมีความแพร่หลายมากขึ้นในช่วงหลายปีต่อจากนี้ ทั้งหมดที่กล่าวมาตั้งแต่ข้อ 1-4 นี้ อาจเรียกได้ว่าเป็นการลัดขั้นตอนของการผสมพันธุ์พืช ซึ่งในหลายกรณีหากช่วงชีวิตของพืชยาว ทำให้ต้องกิน เวลานานกว่าจะได้ผลเนื่องจากต้องมีการคัดเลือกหลายครั้ง การทำ GMOs ทำให้ขั้นตอนนี้เร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น กว่าเดิมมาก
ประโยชน์ต่ออุตสาหกรรม
5. คุณสมบัติของพืชที่ทำให้ลดการใช้สารเคมี และช่วยให้ได้พืชผลมากขึ้นกว่าเดิมมีผลทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำลง วัตถุดิบที่มาจากภาคเกษตร เช่น กากถั่วเหลือง อาหารสัตว์จึงมีราคาถูกลง ทำให้เพิ่มอำนาจในการแข่งขัน
6. นอกจากพืชแล้ว ยังมี GMOs หลายชนิดที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น เอ็นไซม์ที่ใช้ ในการผลิตน้ำผักและน้ำผลไม้ หรือเอ็นไซม์ ไคโมซิน ที่ใช้ในการผลิตเนยแข็งแทบทั้งหมดเป็นผลิตภัณฑ์ที่ ได้จาก GMOs และมีมาเป็นเวลานานแล้ว
7. การผลิตวัคซีน หรือยาชนิดอื่นๆ ในอุตสาหกรรมยาปัจจุบันนี้ล้วนแล้วแต่ใช้ GMOs แทบทั้งสิ้น อีกไม่นานนี้ เราอาจมีน้ำนมวัวที่มีส่วนประกอบของยาหรือฮอร์โมนที่จำเป็นต่อมนุษย์ ซึ่งผลิตจาก GMOs ลักษณะที่กล่าวถึง ตั้งแต่ข้อ 6-8 ล้วนมีส่วนทำให้ลดต้นทุนการผลิตและเวลาที่ต้องใช้ลงทั้งสิ้น
ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม
8. ประโยชน์ที่มีต่อสิ่งแวดล้อมคือ เมื่อพืชมีคุณสมบัติสามารถป้องกันศัตรูพืชได้เอง อัตราการใช้สารเคมีเพื่อ ปราบศัตรูพืชก็จะลดน้อยลงจนถึงไม่ต้องใช้เลย ทำให้มีลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้น จากการใช้สารเคมี ปราบศัตรูพืช และลดอันตรายต่อเกษตรกรเองที่เกิดขึ้นจากพิษของการฉีดสารเหล่านั้นในปริมาณมาก (ยกเว้น บางกรณีเช่น พืชที่ต้านทานยาปราบวัชพืชที่อาจมีโอกาสทำให้เกิดแนวโน้มในการใช้สารปราบวัชพืชของบาง บริษัทมากขึ้น ซึ่งขณะนี้ยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่)
9. หากยอมรับว่าการปรับปรุงพันธุ์ และการคัดเลือกพันธุ์พืชเป็นการเพิ่มความหลากหลายของสายพันธุ์ให้มากขึ้น แล้ว การพัฒนา GMOs ก็ย่อมมีผลทำให้เพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพขึ้นเช่นกัน เนื่องจากยีนที่มีคุณสมบัติ เด่นได้รับการคัดเลือกให้มีโอกาสแสดงออกได้ในสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์มากขึ้น
ข้อเสียของ GMOs
เทคโนโลยีทุกชนิดเมื่อมีข้อดีก็ย่อมมีข้อเสีย ในกรณีของ GMOs นั้นข้อเสียคือ มีความเสี่ยงและความซับซ้อนใน การบริหารจัดการเพื่อให้มีความปลอดภัยเพื่อให้เกิดประโยชน์มากกว่าโทษ แม้ว่าในขณะนี้ยังไม่มีรายงานว่ามี ผู้ใดได้รับอันตรายจากการบริโภคอาหาร GMOs แต่ความกังวลต่อความเสี่ยงของการใช้ GMOs เป็นสิ่งที่ หลีกเลี่ยงได้ยาก เช่น กรณีตัวอย่างดังต่อไปนี้
ความเสี่ยงต่อผู้บริโภค
1. สารอาหารจาก GMOs อาจมีสิ่งปนเปื้อนที่เป็นอันตราย เช่น เคยมีข่าวว่า กรดอะมิโน L-Tryptophan ของบริษัท Showa Denko ทำให้ผู้บริโภคในสหรัฐเกิดอาการป่วยและล้มตาย อย่างไรก็ตาม กรณีที่เกิดขึ้นนี้แท้จริงแล้วเป็น ผลมาจากความบกพร่องในขั้นตอนการควบคุมคุณภาพ (quality control) ทำให้มีสิ่งปนเปื้อนหลงเหลืออยู่ หลังจาก กระบวนการทำให้บริสุทธิ์ มิใช่ตัว GMOs ที่เป็นอันตราย
2. ความกังวลในเรื่องของการเป็นพาหะของสารพิษ เช่น ความกังวลที่ว่า DNA จากไวรัสที่ใช้ในการทำ GMOs อาจเป็นอันตราย เช่น การทดลองของ Dr.Pusztai ที่ทดลองให้หนูกินมันฝรั่งดิบที่มี lectin และพบว่าหนูมีภูมิคุ้ม กันลดลง และมีอาการบวมผิดปกติของลำไส้ ซึ่งงานชิ้นนี้ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์อย่างสูง โดยนักวิทยาศาสตร์ ส่วนใหญ่มีความเห็นว่าการออกแบบการทดลองและวิธีการทดลองบกพร่อง ไม่ได้มาตรฐานตามหลักการวิทยา ศาสตร์ ในขณะนี้เชื่อว่ากำลังมีความพยายามที่จะดำเนินการทดลองที่รัดกุมมากขึ้นเพื่อให้ได้ข้อมูลที่เชื่อถือได้ มากขึ้น และจะสามารถสรุปได้ว่าผลที่ปรากฏมาจากการตบแต่งทางพันธุกรรมหรืออาจเป็นเพราะเหตุผลอื่น
3. สารอาหารจาก GMOs อาจมีคุณค่าทางโภชนาการไม่เท่าอาหารปกติในธรรมชาติ เช่น รายงานที่ว่าถั่วเหลืองที่ ตัดแต่งพันธุกรรมมี isoflavone มากกว่าถั่วเหลืองธรรมดาเล็กน้อย ซึ่งสารชนิดนี้เป็นกลุ่มของสารที่เป็น phytoestrogen (ฮอร์โมนพืช) ทำให้มีความกังวลว่า การเพิ่มขึ้นของฮอร์โมน estrogen อาจทำให้เป็นอันตรายต่อ ผู้บริโภคหรือไม่ โดยเฉพาะในกลุ่มเด็กทารก จึงจำเป็นต้องมีการศึกษาผลกระทบของการเพิ่มปริมาณของสาร isoflavine ต่อกลุ่มผู้บริโภคด้วย
4. ความกังวลต่อการเกิดสารภูมิแพ้ (allergen) ซึ่งอาจได้มาจากแหล่งเดิมของยีนที่นำมาใช้ทำ GMOs นั้น ตัวอย่าง ที่เคยมีเช่น การใช้ยีนจากถั่ว Brazil nut มาทำ GMOs เพื่อเพิ่มคุณค่าโปรตีนในถั่วเหลืองสำหรับเป็นอาหารสัตว์ จากการศึกษาที่มีขึ้นก่อนที่จะมีการผลิตออกจำหน่าย พบว่าถั่วเหลืองชนิดนี้อาจทำให้คนกลุ่มหนึ่งเกิดอาการแพ้ เนื่องจากได้รับโปรตีนที่เป็นสารภูมิแพ้จากถั่ว Brazil nut บริษัทจึงได้ระงับการพัฒนา GMOs ชนิดนี้ไป อย่างไร ก็ตามพืช GMOs อื่นๆ ที่มีจำหน่ายอยู่ทั่วไปในโลกในขณะนี้ เช่น ถั่วเหลืองและข้าวโพดนั้น ได้รับการประเมิน แล้วว่า อัตราความเสี่ยงไม่แตกต่างจากถั่วเหลืองและข้าวโพดที่ปลูกอยู่ทั่วไปในปัจจุบัน
5. การตบแต่งพันธุกรรมในสัตว์ปลอดภัยต่อผู้บริโภคหรือไม่? ในบางกรณี วัว หมู รวมทั้งสัตว์ชนิดอื่นที่ได้รับ recombinant growth hormone อาจมีคุณภาพที่แตกต่างไปจากธรรมชาติ และ/หรือมีสารตกค้างหรือไม่ ขณะนี้ยัง ไม่มีข้อยืนยันชัดเจนในเรื่องนี้ อย่างไรก็ตาม สัตว์มีระบบสรีระวิทยาที่ซับซ้อนมากกว่าพืช และเชื้อจุลินทรีย์ ทำให้การตบแต่งพันธุกรรมในสัตว์ อาจทำให้เกิดผลกระทบอื่นๆ ที่ไม่คาดคิดได้ โดยอาจทำให้สัตว์มีลักษณะและ คุณสมบัติเปลี่ยนไป และมีผลทำให้เกิดสารพิษอื่นๆ ที่เป็นสารตกค้างที่ไม่ปรารถนาขึ้นได้ การตบแต่งพันธุกรรม ในสัตว์ที่เป็นอาหารโดยตรง จึงควรต้องมีการพิจารณาขั้นตอนการประเมินความปลอดภัยที่ครอบคลุมมากกว่า เชื้อจุลินทรีย์และพืช
6. ความกังวลเกี่ยวกับการดื้อยา กล่าวคือเนื่องจากใน marker gene มักจะใช้ยีนที่สร้างสารต่อต้านปฏิชีวนะ (antibiotic resistance) ดังนั้นจึงมีผู้กังวลว่าพืชใหม่ที่ได้อาจมีสารต้านปฏิชีวนะอยู่ด้วย ทำให้มีคำถามว่า
6.1 ถ้าผู้บริโภคอยู่ในระหว่างการใช้ยาปฏิชีวนะอยู่ อาจจะทำให้การรักษาไม่ได้ผลหรือไม่ เนื่องจากมีสารต้าน ทานยาปฏิชีวนะอยู่ในร่างกาย ซึ่งเป็นปัญหาที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ามีโอกาสเกิดขึ้นได้น้อย และสามารถแก้ไข หรือหลีกเลี่ยงได้
6.2 ถ้าเชื้อแบคทีเรียที่ตามปกติมีอยู่ในร่างกายคน ได้รับ marker gene ดังกล่าวเข้าไปโดยผนวก (integrate) เข้าอยู่ในโครโมโซมของมันเอง ก็จะทำให้เกิดแบคทีเรียสายพันธุ์ใหม่ที่ดื้อยาปฏิชีวนะได้ ข้อนี้มีโอกาสเป็นไปได้ น้อยมาก
แต่เมื่อมีความกังวลเกิดขึ้น ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์จึงได้คิดค้นวิธีใหม่ที่ไม่ต้องใช้ selectable marker ที่เป็นสาร ต่อต้านปฏิชีวนะ หรือบางกรณีก็สามารถนำยีนส่วนที่สร้างสารต่อต้านปฏิชีวนะออกไปได้ก่อนที่จะเข้าสู่ห่วงโซ่ อาหาร
7. ความกังวลเกี่ยวกับการที่ยีน 35S promoter และ NOS terminator ที่อยู่ในเซลล์ของ GMOs จะหลุดรอดจากการ ย่อยภายในกระเพาะอาหารและลำไส้ เข้าสู่เซลล์ปกติของคนที่รับประทานเข้าไป แล้วเกิด active ขึ้นทำให้เกิด การเปลี่ยนแปลงของยีนในมนุษย์ ซึ่งข้อนี้จากผลการทดลองที่ผ่านมายืนยันได้ว่า ไม่น่ากังวลเนื่องจากมีโอกาส เป็นไปได้น้อยที่สุด
8. อย่างไรก็ตาม อาจจำเป็นต้องใช้ความระมัดระวังบ้างในบางกรณี เช่น เด็กอ่อนที่มีระบบทางเดินอาหารที่สั้นกว่า ผู้ใหญ่ทำให้การย่อยอาหารโดยเฉพาะ DNA ในอาหาร เป็นไปโดยไม่สมบูรณ์เมื่อเทียบกับผู้ใหญ่ ในข้อนี้แม้ว่า จะมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดอันตรายค่อนข้างต่ำ แต่ก็ควรมีการวิจัยโดยละเอียดต่อไป
ความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม
9. มีความกังวลว่า สารพิษบางชนิดที่ใช้ปราบแมลงศัตรูพืช เช่น Bt toxin ที่มีอยู่ใน GMOs บางชนิดอาจมีผล กระทบต่อแมลงที่มีประโยชน์ชนิดอื่นๆ เช่น ผลการทดลองของ Losey แห่งมหาวิทยาลัย Cornell ที่กล่าวถึงการ ศึกษาผลกระทบของสารฆ่าแมลงของเชื้อ Bacillus thuringiensis (บีที) ในข้าวโพดตบแต่งพันธุกรรมที่มีต่อผีเสื้อ Monarch ซึ่งการทดลองเหล่านี้ทำในห้องทดลองภายใต้สภาพเงื่อนไขที่บีบเค้น และได้ให้ผลในขั้นต้นเท่านั้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการทดลองภาคสนามเพื่อให้ทราบผลที่มีนัยสำคัญ ก่อนที่จะมีการสรุปผลและนำไปขยาย ความ
10. ความกังวลต่อการถ่ายเทยีนออกสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้เกิดผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพเนื่องจาก มีสายพันธุ์ใหม่ที่เหนือกว่าสายพันธุ์ดั้งเดิมในธรรมชาติ หรือลักษณะสำคัญบางอย่างถูกถ่ายทอดไปยังสายพันธุ์ ที่ไม่พึงประสงค์ หรือแม้กระทั่งการทำให้เกิดการดื้อต่อยาปราบวัชพืช เช่น ที่กล่าวกันว่าทำให้เกิด super bug หรือ super weed เป็นต้น ในขณะนี้มีการวิจัยจำนวนมากเกี่ยวกับการถ่ายเทของยีน แต่ยังไม่มีข้อยืนยันในเรื่องนี้
ความกังวลในด้านเศรษฐกิจ-สังคม
11. ความกังวลอื่นๆ นั้นมักเป็นเรื่องนอกเหนือวิทยาศาสตร์ เช่น ในเรื่องการครอบงำโดยบรรษัทข้ามชาติที่มีสิทธิ บัตร ถือครองสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาที่เกี่ยวข้องกับ GMOs ทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับความมั่นคงทาง อาหาร ตลอดจนปัญหาความสามารถในการพึ่งตนเองของประเทศในอนาคต ที่มักถูกหยิบยกขึ้นมากล่าวถึงโดย NGOs และปัญหาในเรื่องการกีดกันสินค้า GMOs ในเวทีการค้าระหว่างประเทศ ซึ่งเป็นประเด็นปัญหาของ ประเทศไทยอยู่ในปัจจุบัน
แม้ว่าจะมีความกังวลอยู่ แต่ควรทราบว่า GMOs เป็นผลิตผลจากเทคโนโลยีที่ได้รับการดูแลอย่างดีที่สุดอย่างหนึ่ง เท่าที่มนุษย์เคยคิดค้นมา ในประเทศไทยมีแนวปฏิบัติในเรื่องความปลอดภัยทางชีวภาพสำหรับนักวิจัย (biosafety guidelines) ทุกขั้นตอน ทั้งในระดับห้องปฏิบัติการและในการทดลองภาคสนามเพื่อให้การวิจัยและ พัฒนา GMOs มีความปลอดภัยสูงสุด และเป็นพื้นฐานในการประเมินความเสี่ยงต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ซึ่งการ ประเมินความเสี่ยงนี้เป็นสิ่งที่จำเป็นที่ต้องกระทำอย่างต่อเนื่องในแต่ละสภาพแวดล้อม เพื่อให้ได้ข้อมูลที่รอบด้าน และรัดกุมที่สุด
อย่างไรก็ดี กรณี GMOs เป็นโอกาสที่ดีในการที่ประชาชนในชาติได้มีความตื่นตัวและเร่งสร้างวุฒิภาวะ โดย เฉพาะอย่างยิ่งความรู้ความเข้าใจในเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งเป็นเรื่องที่จำเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากการตัดสินใจใดๆ ของสังคมควรเป็นไปโดยอยู่บนพื้นฐานของความเข้าใจในวิทยาศาสตร์ และโดยขั้นตอนทางวิทยาศาสตร์ นั่นคือ การให้ความสำคัญกับที่มาของข้อมูลและการตรวจสอบความถูกต้องแม่นยำของข้อมูล มิใช่เป็นไปโดยความ ตื่นกลัว หรือการตามกระแส


ประโยชน์และโทษของการโคลนนิ่ง
การโคลนนิ่งนี้เป็นประโยชน์ต่อการเลี้ยงสัตว์เป็นอย่างมาก ในแง่การปรับปรุงพันธุ์สัตว์ การใช้วิธีโคลนนิ่งจะช่วยให้ปรับปรุงพันธุ์ได้เร็วขึ้น ในแง่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ สามารถช่วยลดจำนวนสัตว์ที่ใช้ในการทดลองให้น้อยลง เนื่องจากสัตว์มีลักษณะทางพันธุกรรม เหมือนกัน ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการทดลองในทางการแพทย์มีความพยายามที่จะผลิตเนื้อเยื่อมนุษย์ เพื่อใช้ในการรักษาโรคต่าง ๆ มีความพยายามที่จะโคลนนิ่งมนุษย์ทั้งคน แต่อย่างไรก็ตามการกระทำดังกล่าวยังไม่เป็นที่ยอมรับ จัดว่าเป็นปัญหาทางด้านจริยธรรม ในทางการแพทย์แม้มีข้อกล่าวอ้างถึงประโยชน์จากการปลูกถ่ายทดแทนอวัยวะของมนุษย์ แต่ยังมีวิธีการอื่นที่ไม่ใช่การโคลน เช่น stem cell research และ transgene techniqueที่อาจพัฒนามาใช้ในจุดประสงค์ดังกล่าวได้นอกจากความผิดทางจริยธรรมทางการ แพทย์แล้ว การโคลนนิ่งยังไม่เป็นที่ยอมรับจากทางศาสนจักรโรมันคาธอลิก และยังไม่เป็นที่ยอมรับของนักสังคมศาสตร์ในแง่มุมของ การเสียไปของการพิสูจน์บุคคลหากยอมให้มีการโคลนเกิดขึ้น การโคลนนิ่งมนุษย์จึงยัง เป็นสิ่งที่ไม่อาจจะกระทำได้ในปัจจุบัน แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีนักวิทยาศาสตร์หลายๆกลุ่มที่ยังพยายามโต้แย้งในประเด็น ดังกล่าวเนื่องด้วยข้อจำกัดทางจริยธรรม ทางการแพทย์ดังกล่าว ข้อมูลเกี่ยวกับรายงานการโคลนมนุษย์ในปัจจุบันจึงยังมีอยู่ อย่างจำกัด


วันอาทิตย์ที่ 23 มกราคม พ.ศ. 2554

PCR

เทคนิคพีซีอาร์ (PCR)  มีชื่อเต็มว่าเทคนิคปฏิกิริยาลูกโซ่โพลิเมอเรส (Polymerase ChainReaction)  เป็นเทคนิคเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรมคือดีเอ็นเอ  ให้มีปริมาณมากเป็นล้านเท่า ในระยะเวลาอันรวดเร็ว โดยอาศัยหลักการจำลองตัวของสายดีเอ็นเอ (DNA Replication) เลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์ดีเอ็นเอในสิ่งมีชีวิตตามธรรมชาติ ที่มีการสร้างสายดีเอ็นเอสายใหม่อีกหนึ่งสายจากดีเอ็นเอเดิม 


เทคนิคนี้พัฒนาขึ้นเมื่อปี 2528 โดยแกรี มุลลิส  (Kary B. Mullis) และคณะ แห่งบริษัทซีตัส (Cetus Corporation) สหรัฐอเมริกา ทำให้ให้เขาได้รับรางวัลโนเบลในปี 2537 ปัจจุบันเทคนิคพีซีอาร์ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาจนประยุกต์ใช้ได้ในหลายด้าน และได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญมากต่องานวิจัยด้านเทคโนโลยีชีวภาพ


    ที่มาภาพ :       (ซ้าย)  http://photosynthesis.com/images-titles/P339-98.jpeg
                  (ขวา) http://edge.org/documents/archive/edge177.html


: : หลักการทำงานของเทคนิคพีซีอาร์ 

เทคนิคนี้ใช้หลักการพื้นฐานในการเพิ่มดีเอ็นเอด้วยการจำลองดีเอ็นเอสายใหม่จากสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบหนึ่งสาย ด้วยเอนไซม์ดีเอ็นเอโพลีเมอเรส (DNA polymerase)  โดยใช้ดีเอ็นเอเริ่มต้นหรือไพรเมอร์ (Primer) 1 คู่ ทำให้สังเคราะห์ดีเอ็นเอได้คราวละ 2 สายพร้อมกัน ประกอบด้วยปฏิกิริยาสำคัญ 3 ขั้นตอน และหมุนเวียนต่อเนื่องกันไป ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของแต่ละขั้นตอน


           : : ขั้นแรก เรียกว่า Denaturation เป็นการแยกสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจากสภาพที่เป็นเส้นคู่ให้เป็นเส้นเดี่ยวโดยใช้อุณหภูมิในช่วง 92-95 องศาเซลเซียส

           : : ขั้นที่สอง เรียกว่า Annealing เป็นขั้นตอนที่ลดอุณหภูมิลงอยู่ในช่วง 50-60 องศาเซลเซียส และใช้ไพรเมอร์ซึ่งเป็นดีเอ็นเอสายสั้น ๆ (ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวน 17-24 เบส) ที่มีลำดับเบสเป็นเข้าคู่กับสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจับคู่กัน

           : : ขั้นที่สาม เรียกว่า Extension หรือ Synthesis of new DNA  ซึ่งเป็นขั้นตอนการสร้างดีเอ็นเอสายใหม่โดยสังเคราะห์ต่อจากส่วนปลายของไพรเมอร์ (ที่ใส่เข้าไปในขั้นที่สอง) ตามข้อมูลบนดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบแต่ละสายโดยอาศัยการทำงานของเอ็นไซม์ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เรส (DNA polymerase) ซึ่งเอนไซม์นี้ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ 72-75 องศาเซลเซียส

จากขั้นตอนที่ 1-3 ซึ่งนับเป็นจำนวน 1 รอบ (One cycle) ให้ผลผลิตเป็นดีเอ็นเอสายคู่ที่มีลำดับเบสเป็นคู่สม (หรือเข้ากัน) กับดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบ เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และเมื่อจัดให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่จากขั้นที่ 1 ถึง 3 หมุนเวียนไปอีกหลาย ๆ รอบ จะเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอได้จำนวนมาก ประมาณว่าปฏิกิริยา 30 - 40 รอบ สามารถเพิ่มปริมาณสารดีเอ็นเอได้ไม่น้อยกว่าพันล้านเท่า  ดังนั้น แม้ตัวอย่างที่นำมาศึกษามีปริมาณสารพันธุกรรมน้อยมาก เราก็ใช้เทคนิคพีซีอาร์เพิ่มจำนวนได้หลายเท่าทวีคูณ


Melecular photocopy

นักวิทยาศาสตร์ขนานนามเทคนิคพีซีอาร์ว่า "เทคนิคการถ่ายสำเนาโมเลกุล"

ที่มาภาพ : http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1993/illpres/pcr.html


ดีเอ็นเอที่เกิดจากเทคนิคนี้ในหลอดทลอง มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า  ดังนั้นเพื่อตรวจหาดีเอ็นเอผลผลิต ต้องนำตัวอย่างที่ทำพีซีอาร์มแยกหาดีเอ็นเอโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าอะกาโรสเจลอิเล็กโตรโฟริสิส (Agarose gel electrophoresis) ซึ่งเป็นการแยกดีเอ็นเอด้วยกระแสไฟฟ้าบนแผ่นวุ้น (Agarose gel) โดยระยะทางที่ดีเอ็นเอเคลื่อนที่ไปได้ขึ้นกับขนาดของดีเอ็นเอและกระแสไฟฟ้าที่ใช้ ดีเอ็นเอที่แยกโดยวิธีนี้ มองเห็นได้เมื่อย้อมด้วยสีพิเศษ ซึ่งเรืองแสงภายใต้แสงอุลตร้าไวโอเลต 


: : พีซีอาร์มีประโยชน์อย่างไรบ้าง?

เทคนิคพีซีอาร์ ถือเป็นเทคนิคสำคัญในงานวิจัยทางเทคโนโลยีชีวภาพ ทั้งงานพื้นฐานในห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงการประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ เช่น ด้านการแพทย์  และด้านการเกษตร


ตัวอย่างประโยชน์ด้านการแพทย์

ใช้ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคจากพันธุกรรม ได้แก่ การตรวจหาเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค เช่น เอดส์, วัณโรค, มาลาเรีย   แม้มีเชื้อโรคในตัวอย่างที่ส่งมาตรวจจำนวนน้อย ทำให้การวินิจฉัยโรคเพื่อป้องกันและรักษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และใช้เวลาน้อยลง

ปัจจุบันมีการพัฒนาเทคนิคพีซีอาร์ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดขั้นตอนยุ่งยากต่างๆ ที่เสี่ยงต่อการปนเปื้อน  และนอกจากยืนยันว่าเป็นโรคนั้นๆ ด้วยความไวและความจำเพาะสูงแล้ว ยังบอกความรุนแรงของโรคได้ด้วย 


PRC & Bird Flu

ที่มาภาพ : ผลงานวิจัยของ ศ.นพ. ยง  ภู่วรวรรณ และคณะจากคณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์
                มหาวิทยาลัย ที่ได้รับการสนับสนุนจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ




เปรียบเทียบการวินิจฉัยโรคไข้หวัดนกโดยวิธีเพาะเชื้อ และเครื่องพีซีอาร์



วิธีตรวจสอบ

เวลาที่ใช้ตรวจสอบ

ความจำเพาะ

- ใช้วิธีตรวจวินิจฉัยโดยการเพาะเชื้อในไข่ไก่

5-10 วัน

100%

- ใช้ชุดตรวจที่ใช้กับเครื่องพีซีอาร์

1 วัน

100%

- ใช้ชุดตรวจที่ใช้กับเครื่องพีซีอาร์(แบบเรียลไทม์)

1-3 ชั่วโมง

100%


ในต่างประเทศ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเทคนิคพีซีอาร์เพื่อตรวจหาเชื้อแอนแทรกซ์ ซึ่งเป็นเชื้อโรคที่ใช้ผลิตอาวุธชีวภาพ


ตัวอย่างประโยชน์ด้านการเกษตร
มีประโยชน์ต่อการตรวจวินิจฉัยโรคพืช การตรวจสอบสายพันธุ์พืช  นอกจากนี้แล้วเทคนิคพีซีอาร์ ยังช่วยให้เข้าใจพันธุกรรมของเชื้อโรคพืช ตลอดจนการนำไปใช้ในการป้องกันกำจัดโรคพืชที่เกิดจากเชื้อรา แบคทีเรีย และไวรัส หรือเชื้อสาเหตุโรคอื่น ๆ

นำมาใช้ในอุตสาหกรรมการเพาะเลี้ยงกุ้ง ซึ่งเป็นอุตสาหกรรมส่งออกที่ทำรายได้ให้กับประเทศจำนวนมาก โดยใช้เทคนิคนี้ตรวจหาเชื้อสาเหตุโรคในกุ้ง เช่น เชื้อไวรัส ช่วยป้องกันการแพร่ระบาดของโรคได้ทันท่วงที นอกจากนี้ยังนำมาประยุกต์ใช้ในการคัดเลือกสายพันธุ์กุ้งที่ดีเพื่อใช้ในการผสมพันธุ์ซึ่งมีความแปรปรวนพันธุกรรม (Genetic Diversity หรือ Variation) สูง


การตรวจไวรัสสาเหตุโรคกุ้งด้วยเทคนิคพีซีอาร์

ที่มาภาพ : หน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศเทคโนโลยีชีวภาพกุ้ง

ตัวอย่างประโยชน์ด้านการศึกษาจีโนม
มีประโยชน์ในการศึกษาความผันแปรหรือกลายพันธุ์ของยีน การทำแผนที่ยีน และการศึกษาลำดับเบสของสิ่งมีชีวิต นำไปใช้ประโยชน์ได้ทั้งในงานวิจัยทางชีววิทยาโมเลกุลและพันธุวิศวกรรม เช่น การวิเคราะห์ลำดับเบสของยีน (Gene sequencing) การสร้างดีเอ็นเอตรวจติดตาม (DNA probe) และการวิจัยอื่นๆ

โครงการระดับนานาชาติ เช่น โครงการศึกษาจีโนมมนุษย์ (Human Genome Project) ก็ใช้เทคนิคพีซีอาร์สืบหาตำแหน่งยีนแต่ละยีนของมนุษย์



Tad Sonstegard นักพันธุศาสตร์ จากหน่วยบริการทางการเกษตร (Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture) ระหว่างศึกษาจีโนมพืชโดยใช้เทคนิคพีซีอาร์ ในขั้นตอนหนึ่งของการวิเคราะห์ลำดับเบส

ที่มาภาพ :
http//:www.ars.usda.gov/is/graphics/photos/jul00/k8926-1i.jpg
              


สมาชิก
กัณฑ์ศิษฏ์ฏา กิจวรรณ
สุทธิมา เจริญสวัสดิ์
รัตนพร ภัทราคร