ประโยชน์ของพันธุวิศกรรม

ประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม

พันธุวิศวกรรมเป็นกระบวนการปรับปรุงพันธุ์สิ่งมีชีวิตชนิดพันธุ์  (species)  หนึ่งโดยนำยีนจากอีกชนิดพันธุ์หนึ่งถ่ายฝากเข้าไป  เพื่อจุดประสงค์ที่จะให้สามารถทำงานได้ดีขึ้น  กระบวนการดังกล่าวมิได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ  สิ่งมีชีวิตดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า  LMO (living modified organism)  หรือ  GMO (genetically modified organism) 

ปัจจุบันการตัดแต่งยีนในพืชและสัตว์ได้เจริญก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว  เป็นผลให้มีการพยายามนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวาง  ดังตัวอย่างต่อไปนี้

1. การเพิ่มผลผลิตโปรตีนที่สำคัญและหายาก  เช่น  ฮอร์โมนอินซูลิน  วัคซีนคุ้มกันโรคตับอักเสบชนิดบี  วัคซีนคุ้มกัน โรคปากเท้าเปื่อยต่างๆ  เป็นต้น

2. การปรับปรุงพันธุ์ของจุลิทรีย์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภท  เช่น  การผลิตยาปฏิชีวนะ  การหมัก  การกำจัดศัตรูพืชและสัตว์  เป็นต้น

3. การตรวจและแก้ไขความบกพร่องทางพันธุกรรมของมนุษย์  พืช  และสัตว์ด้วยวิธีที่แม่นยำและรวดเร็วยิ่งขึ้น  เช่น  โรคเบาหวาน  โรคโลหิตจาง  โรคธาลัสซีเมีย  ปัญญาอ่อน  และยีนเกิดมะเร็ง

4. การปรับปรุงพันธุของสัตว์  เช่น  การนำยีนจากปลาใหญ่มาใส่ในปลาเล็ก  แล้วทำให้ปลาเล็กตัวโตเร็วขึ้น  มีคุณค่าทางอาหารดีขึ้น  เป็นต้น





สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม  ( GMOs )  แบ่งเป็น  3  กลุ่ม  ได้แก่

1.  จุลินทรีย์ดัดแปลงพันธุกรรม  (Genetically  Engineered  Microorganism)   เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและยา   รวมทั้งเพื่อประโยชน์ทางด้านสิ่งแวดล้อม

2.  พืชดัดแปลงพันธุกรรม  (Geneticlly  Modified  Plant  หรือ  Transgenetic  Plant)  ซึ่งมักเป็นที่นิยมกัน   เนื่องจากทำได้ง่ายกว่าสัตว์และพืชมีอายุสั้นกว่าสัตว์   ซึ่งเป็นการช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารของประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น  ตัวอย่างพืชที่ทำ  GMOs  เช่น  ข้าวโพด  มะละกอ  ฝ้าย  เป็นต้น

3.  สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม  (Genetically  Modified  Animal หรือ  Transgenetic  Animal)   เพื่อเพิ่มผลผลิต  ด้านอาหารให้เพียงพอความต้องการของประชากรโลก  และเพื่อการศึกษาค้นคว้าทางด้านวิทยาศาสตร์และการแพทย์

วิธีการทางพันธุวิศวกรรม

ขั้นตอนทางพันธุวิศวกรรมเพื่อทำ GMOs  มี 2 ขั้นตอน

1.  เจาะจงโดยการค้นหายีนตัวใหม่ที่มีลักษณะตามต้องการ  โดยยีนตัวนี้อาจมาจากพืชหรือสัตว์  หรือจุลินทรีย์ก็ได้ไปผ่านกระบวนการปรับแต่ง

2.  นำยีนที่ได้  ถ่ายทอดเข้าไปอยู่ในโครโมโซมของเซลล์ใหม่  ซึ่งทำได้หลายวิธี  แต่วิธีที่ใช้ในปัจจุบัน  มี 2  วิธี  คือ

                        -  การใช้จุลินทรีย์เป็นพาหะ   โดยเป็นการใช้แบคทีเรียในกลุ่มที่เรียกว่าAgro-bacterium  ลำเลียงยีนเข้าไปในเซลล์ใหม่

                        -  การใช้ปืนยีน(Gene  Gun)  โดยใช้ปืนยิงยีนที่เกาะอยู่บนผิวของอนุภาคของทองให้เข้าไปในโครโมโซมของเซลล์ใหม่ด้วยแรงเฉื่อย  ทำให้ DNA  หลุดจากผิวของอนุภาคของทองเข้าไปอยู่ในโครโมโซม  ส่วนทองจะอยู่ภายในเนื้อเยื่อโดยไม่มีปฏิกิริยาใด ๆ

ไม่ว่าจะโดยวิธีการใดก็ตาม  ยีนที่เข้าไปใหม่จะแทรกตัวรวมอยู่กับโครโมโซม  จนกลายเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม  การถ่ายทอดยีนเข้าสู่โครโมโซมใหม่นั้นมิได้เป็นการถ่ายทอดเฉพาะยีนที่ต้องการเท่านั้น  แต่เป็นการถ่ายทอดชุดของยีนที่เรียกว่า  Gene  Cassette  โดยนักวิทยาศาสตร์นำยีนที่ต้องการนั้น  ไปผ่านกระบวนการเสริมแต่ง  เพื่อเพิ่มตัวช่วย  ได้แก่  ตัวควบคุมการทำงานของยีนให้เริ่มต้นและยุติ  และตัวบ่งชี้ปรากฏการณ์ของยีน  ซึ่งตัวช่วยทั้งสองเป็นสารพันธุกรรมหรือยีนเช่นกัน  ทั้งหมดจะถูกนำมาเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นชุดของยีน  ก่อนจะนำชุดของยีนนั้นไปฝากไว้กับเชื้ออะโกรแบคทีเรียหรือนำไปเคลือบลงบนผิวอนุภาคของทองอีกทีหนึ่ง



การเพิ่มผลผลิตของสัตว์

ในปัจจุบันเทคโนโลยีต่างๆ  ที่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยงสัตว์  เช่น  การผสมเทียม  การถ่ายฝากตัวอ่อน การโคลนนิ่ง  ได้มีการพัฒนาไปอย่างมาก  ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตทั้งด้านปริมาณและคุณภาพ  นอกจากนี้การใช้เทคโนโลยีด้านอื่นๆ  มาช่วยเพิ่มผลผลิต  ดังนี้

1. การใช้ฮอร์โมนช่วยการขุนวัว   เพื่อให้วัวพื้นเมืองเพศเมียมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในเวลาสั้น ๆ

2. การฉีดวัคซีนเร่งความสมบูรณ์พันธุ์และเร่งอัตราการเจริญเติบโตของกระบือ  เพื่อให้กระบือเพศเมียตกลูกตั้งแต่อายุน้อยได้ลูกมาก  และเร่งอัตราการเจริญเติบโตเพิ่มผลผลิตเนื้อในกระบือเพศผู้  อย่างไรก็ดีการใช้เทคโนโลยีในบางกรณีก็อาจประสบกับปัญหาหรืออุปสรรคได้  ตัวอย่างเช่น  การผสมเทียมปลามีการพัฒนามากขึ้นจนสามารถนำไปใช้กับปลาหลายชนิด  เช่น  ปลาบึก  ปลาสวาย  ปลาตะเพียนขาว  ปลาดุ  ปลานิล  เป็นต้น  แต่ก็ยังประสบกับปัญหาหรืออุปสรรคในการเลี้ยงปลา  ดังนี้

1. การที่ไม่รู้ทั้งหมดว่าปลากินอะไรบ้างในช่วงอายุต่างๆ  กัน

2. การขาดแคลนอาหารสำหรับลูกปลาเล็กๆ  ที่เพิ่งจะฟักออกจากไข่   ซึ่งปัจจุบันได้มีการ

เพาะเลี้ยงไรแดง   เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารสำหรับลูกปลาเล็กๆ

3.  การผลิตสัตว์ที่มีลักษณะเด่นกว่าเดิม  เช่น  ปลาสวยงามสีสันแปลกตา  แมวที่ไม่ก่อให้เกิดอาการภูมิแพ้

การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีชีวภาพในด้านต่างๆ

ด้านเกษตรกรรม

ในปัจจุบันมีการปรับปรุงพันธุ์สัตว์โดยการนำสัตว์พันธุ์ดีจากต่างประเทศซึ่งอ่อนแอ  ไม่สามารถทนต่อสภาพอากาศของไทยมาผสมพันธุ์กับพันธุ์พื้นเมือง  เพื่อให้ได้ลูกผสมที่มีลักษณะดีเหมือนกับพันธุ์ต่างประเทศที่แข็งแรง  ทนทานต่อโรคและทนต่อสภาพภูมิอากาศของเมืองไทย  และที่สำคัญคือราคาต่ำ เกษตรกรที่มีทุนไม่มากนัก  สามารถซื้อไปเลี้ยงได้  ตัวอย่างเช่น  การผลิตโค  3  สายเลือด  โดยนำโคพันธุ์พื้นเมืองมาผสมพันธุ์กับโคพันธุ์บราห์มันได้ลูกผสม  แล้วนำลูกผสมที่ได้นี้ไปผสมพันธุ์กับแม่พันธุ์โคนมหรือโคเนื้ออีกครั้งหนึ่ง  จะได้ลูกผสม  3  สายเลือดที่มีลักษณะดีเหมือนพันธุ์ต่างประเทศ  แต่ทนทานต่อโรคและทนร้อนได้ดี  และมีราคาต่ำ


ด้านอุตสาหกรรม

1. การถ่ายฝากตัวอ่อน  ทำให้เพิ่มปริมาณและคุณภาพของโคนมและโคเนื้อ  เพื่อนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเนื้อวัวและน้ำนมวัว

2. การผสมเทียมสัตว์บกและสัตว์น้ำ  เพื่อเพิ่มปริมาณและคุณภาพสัตว์บกและสัตว์น้ำ  ทำให้เกิดการพัฒนาอุตสาหกรรมการแช่เย็นเนื้อสัตว์และการผลิตอาหารกระป๋อง

3. พันธุวิศวกรรม  โดยนำผลิตผลของยีนมาใช้ประโยชน์และผลิตเป็นอุตสาหกรรม  เช่น  ผลิตยา ผลิตวัคซีน  น้ำยาสำหรับตรวจวินิจฉัยโรค  ยาต่อต้านเนื้องอก  ฮอร์โมนอินซูลินรักษาโรคเบาหวาน ฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของคน  เป็นต้น

4. ผลิตฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของสัตว์  ได้มีการทดลองทำในหมู  โดยการนำยีนสร้างฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของวัวและของคนมาฉีดเข้าไปในรังไข่ที่เพิ่งผสม  พบว่าหมูจะมีการเจริญเติบโตดีกว่าหมูปรกติ

5. ผลิตสัตว์แปลงพันธุ์ให้มีลักษณะโตเร็วเพิ่มผลผลิต  หรือมีภูมิต้านทาน  เช่น  แกะที่ให้น้ำนมเพิ่มขึ้น  ไก่ที่ต้านทานไวรัส

ด้านการแพทย์ใช้พันธุวิศวกรรม  มีดังต่อไปนี้

1.1 การใช้ยีนบำบัดโรค  เช่น  การรักษาโรคไขกระดูกที่สร้างโกลบินผิดปรกติ  การดูแลรักษาเด็กที่ติดเชื้อง่าย  การรักษาผู้ป่วยที่เป็นมะเร็ง  เป็นต้น

1.2 การตรวจวินิจฉัยหรือตรวจพาหะจากยีน  เพื่อตรวจสอบโรคธาลัสซีมีย  โรคโลหิตจาง  สภาวะปัญญาอ่อน  ยีนที่อาจทำให้เกิดประโรคมะเร็ง  เป็นต้น

1.3 การใช้ประโยชน์จากการตรวจลายพิมพ์จากยีนของสิ่งมีชีวิต  เช่น  การสืบหาตัวผู้ต้องสงสัยในคดีต่าง ๆ การตรวจสอบความเป็นพ่อ-แม่-ลูกกัน  การตรวจสอบพันธุ์สัตว์เศรษฐกิจต่าง ๆ

ด้านอาหาร

1. เพิ่มปริมาณเนื้อสัตว์ทั้งสัตว์บกและสัตว์น้ำ  สัตว์บก  ได้แก่  กระบือ  สุกร  ส่วนสัตว์น้ำมีทั้งสัตว์น้ำจืดและสัตว์น้ำเค็มจำพวกปลา  กุ้ง  หอยต่างๆ  ซึ่งเนื้อสัตว์เป็นแหล่งสารโปรตีนที่สำคัญมาก

2. เพิ่มผลผลิตจากสัตว์  เช่น  น้ำนมวัว  ไขเป็ด  ไข่ไก่  เป็นต้น

3. เพิ่มผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากผลผลิตของสัตว์  เช่น  เนย  นมผง  นมเปรี้ยว  และโยเกิร์ต  เป็นต้น ทำให้เรามีอาหารหลากหลายที่ให้ประโยชน์มากมาย

สิ่งมีชีวิตแปลงพันธุ์เหล่านี้ต่างจากพันธุ์ธรรมดาตรงที่มียีนแปลกปลอมใหม่ ๆ (novel genes) เข้าไปอยู่ในพันธุ์นั้นทำให้มีความกลัวและคำถามตามมาหลายข้อ เช่น

1. เสถียรภาพของยีนว่าจะอยู่คงทนในพันธุ์นั้นนานแค่ใด กี่ชั่วอายุหรือจะหายไปในชั่วลูกชั่วหลาน

2. ยีนที่มาจากจุลินทรีย์ที่ไม่ก่อเกิดโรค มีโอกาสที่จะกลายพันธุ์เป็นยีนก่อเกิดโรคได้หรือไม่

3. ยีนเหล่านี้มีโอกาสหลุดไปสู่พืชพันธุ์อื่น หรือจุจินทรีได้หรือไม่

4. ผลผลิตจะมีพิษภัยต่อสุขภาพคน และสัตว์หรือไม่

5. ปัญหาราคาผลิตผลทรัพย์สินทางปัญญา และอื่น ๆ ยังมีอีกมาก

ที่มา  http://genetic.siam2web.com/?cid=1504692