เจ้าจ๋อเรืองแสง

ทีมวิจัยญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการสร้างลิงมาร์โมเซ็ทดัดแปลงพันธุกรรมทำให้เรืองแสงได้ด้วยยีนในแมงกะพรุน นับเป็นลิงจีเอ็มโอตัวแรกของโลก ที่สามารถถ่ายทอดยีนเรืองแสงสู่รุ่นลูกได้ นักวิจัยหวังใช้เป็นทางสร้างลิงต้นแบบศึกษาโรคในคน ด้านเอ็นจีโอหวั่นนำไปสู่การสร้างมนุษย์ตัดต่อยีนในอนาคต
(ที่มา : ผู้จัดการออนไลน์ https://www.manager.co.th/Science/default.html วันที่ 28 พ.ค. 2552)

หากได้ติดตามข่าวคราวความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ในด้านการตัดต่อพันธุกรรม จะพบว่า ปัจจุบันนักวิจัยจากหลายประเทศประสบความสำเร็จในการตัดต่อพันธุกรรมสัตว์ โดยเฉพาะการจัดต่อพันธุกรรมที่มียีนเรืองแสง ซึ่งทำให้ผิวหนังของสัตว์สามารถเรืองแสงได้ภายใต้แสงยูวี

เราลองมาย้อนดูความสำเร็จของนักวิจัยเหล่านี้กันอีกครั้งนะคะ

1. ลิงเรืองแสง  เป็นความสำเร็จของนักวิจัยชาวญี่ปุ่นในการสร้างลิงดัดแปรพันธุกรรม โดยให้ผิวหนังสามารถเรืองแสงสีเขียวได้ภายใต้แสงยูวี

บรรดาเจ้าจ๋อเรืองแสงทั้ง 5 ตัว ที่เพิ่งลืมตาดูโลกได้ไม่นานจากฝีมือของทีมวิจัยญี่ปุ่น โดยได้รับการตั้งชื่อให้ดังนี้ (a)  ฮิซึอิ(Hisui), (b) วาคาบะ (Wakaba), (c) บังโกะ (Banko), (d) เคอิ (Kei) (ซ้าย) และ โค (Kou) (ขวา)

            ทีมวิจัยได้ทดลองเพาะเลี้ยงตัวอ่อนของลิงมาร์โมเซ็ทธรรมดา (common marmoset หรือ Callithrix jacchusในจานเพาะเลี้ยง ซึ่งเป็นลิงขนาดเล็กที่มีถิ่นกำเนิดอยู่ในประเทศบราซิล จากนั้นจึงใช้ไวรัสเป็นตัวนำยีนที่ควบคุมการแสดงออกของโปรตีนเรืองแสงสีเขียว หรือจีเอฟพี (green fluorescent protein: GFP) ใส่เข้าไปในเซลล์ตัวอ่อนหรือเอมบริโอของลิงมาร์โมเซ็ทธรรมดา
         นักวิจัยนำตัวอ่อนของลิงที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมแล้ว ไปฝากในท้องแม่ลิงมาร์โมเซ็ทจำนวน 7 4 5 " ทีมนักวิจัยระบุ ซึ่งก้าวต่อไปของงานวิจัย นักวิทยาศาสตร์จะทดลองสร้างลิงมาร์โมเซ็ทตัดต่อพันธุกรรมที่สามารถส่งต่อลักษณะเหล่านั้นไปถึงลูกหลานได้ โดยจะตัดต่อยีนให้มีการแสดงออกของโรคที่เกิดในมนุษย์ เช่น พาร์กินสัน, กล้ามเนื้ออ่อนแรงหรือเอแอลเอส(amyotrophic lateral sclerosis: ALS) เป็นต้น คลิ๊กเพื่ออ่านเพิ่มเติม

 2. สุนัขเรืองแสง  เป็นความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ชาวเกาหลีใต้ ที่โชว์ผลงานโคลนนิง “ลูกหมาพันธุ์บีเกิลเรืองแสง” 4 ตัว มองเห็นเป็นสีแดง หลังถูกแสงยูวี ซึ่งความสำเร็จนี้เป็นเทคนิคปรับแต่งยีน ที่สามารถแทรกคุณลักษณะจำเพาะได้ตามต้องการ หวังนำไปช่วยพัฒนาหนทางการรักษาโรคร้ายในมนุษย์ ลูกสุนัขเหล่านี้ในยามกลางวันก็ดูเหมือนบีเกิลเพื่อนร่วมสายพันธุ์อื่นๆ ทั่วไป หากเมื่อต้องแต่แสงอัลตราไวโอเล็ต (UV) ตัวของพวกมันก็จะเรืองแสงสีแดงออกมาทันที ไม่ว่าจะเป็นลำตัว บริเวณท้องที่มีผิวหนังบาง รวมทั้งเล็บและดวงตาก็ล้วนสีแดง

ลูกหมาโคลนนิงที่เหลือรอด 4 ตัวจากทั้งหมด 6 ตัว จะสังเกตเห็นว่าที่เล็บเป็นสีแดงเพราะมียีนเรืองแสงในตัว

               3. หมูเรืองแสง    เป็นความสำเร็จของนักวิจัยชาวไต้หวัน ซึ่งหวังเอาดีทางด้าน “เรืองแสง” นอกจากจะเป็นตลาดใหญ่ส่งออกปลาเรืองแสงแล้ว ยังสร้าง “หมูเรืองแสง” ออกมาได้อีก 3 ตัว ที่สามารถเรืองแสงสีเขียวได้ในที่มืด นับเป็นการทดลองที่ช่วยดึงงานวิจัยทางด้านสเต็มเซลล์ให้ก้าวหน้าไปอีกขั้น

          หมูเรืองแสง 3 ตัวแรกของโลก โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวไต้หวัน ประเทศผู้เชี่ยวชาญด้านปลาเรืองแสง

          ไต้หวันซึ่งได้รับการบันทึกว่าสามารถสร้างปลาเรืองแสงตัดต่อพันธุกรรมขึ้นได้เป็นครั้งแรกของโลกเมื่อปี 2003 จนสามารถเบิกตลาดส่งออกปลาเรืองแสงได้จำนวนมาก มาคราวนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ไต้หวันได้ลองฉีดโปรตีนที่สกัดจากแมงกะพรุนเข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ตัวอ่อนหมูเพื่อเพาะให้เกิดหมูที่มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมนั่นก็คือการสร้าง “หมูเรืองแสง” ขึ้นนั่นเอง หมูเหล่านี้เรืองแสงมาจากอวัยวะภายใน การเรืองแสงเช่นนี้จะช่วยให้นักวิจัยเห็นพัฒนาการของเนื้อเยื่อ เมื่อนำสเต็มเซลล์ไปปลูกถ่ายเพื่อซ่อมแซมตามอวัยวะต่างๆ ซึ่งนี่นับเป็นงานทดลองที่สำคัญ เพราะจะช่วยให้ร่นเวลาให้กับการทดลองสเต็มเซลล์มนุษย์ในระบบคลินิก ซึ่งในวงวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสภาพร่างกายของหมูมีความใกล้เคียงกับมนุษย์มากที่สุด คลิ๊กเพื่ออ่านเพิ่มเติม

อ่านมาถึงขณะนี้ท่านนึกสงสัยหรือไม่ว่าการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิตคืออะไร ?

การเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต

  
                    หิ่งห้อย                              แมลงปีกแข็งเรืองแสง                        ปลาหมึกเรืองแสง

ประเด็นศึกษา
      1.  ความเจริญก้าวหน้าของการตัดต่อพันธุกรรมสัตว์
      2.  ประโยชน์และโทษของการตัดต่อพันธุกรรมสัตว์
      3.  การเรืองแสงในสิ่งมีชีวิต

 อ้างอิง  
      1.   https://guru.sanook.com/enc_preview.php?id=301
    2.  https://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9490000004794
    3.  https://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9520000048141

                  ทั้งนี้ ทีมวิจัยได้ระบุว่า พวกเขาโคลนนิงเซลล์สุนัขขึ้น จากการปรับแต่งยีน โดยนำเซลล์ผิวหนังของสุนัขบีเกิลมาใส่ยีนเรืองแสง และนำเซลล์ดังกล่าวใส่ลงไปในไข่ จากนั้นจึงนำไข่ไปฝากไว้ที่ท้องของสุนัขตัวเมีย และในเดือน ธ.ค.ปี 2550 สุนัขบีเกิลตัวเมีย 6 ตัวก็ได้คลอดออกมา พร้อมทั้งมียีนโปรตีนเรืองแสงสีแดงบรรจุอยู่ในตัว แต่น่าเสียดายที่ลูกหมา 2 ตัวตายไปในไม่ช้า“สุนัขเรืองแสงสีแดง แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ ในการแทรกยีนจำเพาะที่เกี่ยวเนื่องกับโรคร้ายของมนุษย์ลงไปในสุนัข ซึ่งโรคในสุนัขกว่า 224 ชนิดนั้นมีผลให้มนุษย์เจ็บป่วย” ศ.ลีอธิบาย โดยทีมวิจัยของเขาก็ได้เดินหน้าใช้เทคนิคนี้ปลูกถ่ายยีนที่เกี่ยวเนื่องกับโรคต่างๆ อาทิ พาร์กินสันส์ คลิ๊กเพื่ออ่านเพิ่มเติม

               การเรืองแสงในสิ่งมีชีวิตนั้น ปรากฏในสัตว์กลุ่มสำคัญ ๆ แทบทุกกลุ่ม ทั้งที่อยู่ในน้ำทะเลและบนบก ตั้งแต่พวกสัตว์เซลล์เดียว ขึ้นมาถึงพวกฟองน้ำ แมลงกะพรุน ปะการัง หนอนทะเลต่าง ๆ หอย ปลาหมึก แมลงหลายชนิด จนกระทั่งถึงปลา และปรากฏในสิ่งที่มีชีวิต ชั้นต่ำ เช่น พวกเห็ด ราและบัคเตรีต่าง ๆ 
               สิ่งมีชีวิตกลุ่มสำคัญ ๆ ที่ยังไม่มีรายงานว่ามีผู้พบการเรืองแสง ได้แก่ พวกสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำจืด 
(ยกเว้นพวกบัคเตรี) และสัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง กลุ่มสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน นกและสัตว์ที่เลี้ยงลูกด้วยนม 
สัตว์มีชีวิตที่เรืองแสงได้แต่ละชนิด จะแสงลักษณะของการเรืองแสงแตกต่างกันออกไป เช่น สีของแสง ลวดลายของการเปล่งแสง ท ี่ตำแหน่งต่าง ๆของลำตัว และจังหวะกับช่วงเวลาในการเปล่งแสง เป็นต้น 
               สัตว์บางชนิดเปลี่ยนสีแสงได้ในบางเวลา การเปล่งแสงมีประโยชน์ในการล่อเพศตรงข้ามเพื่อการสืบพันธุ์ สัตว์บางชนิดก็ใช้แสงเพื่อล่อเหยื่อให้เข้ามาใกล้จะได้จับกินเป็นอาหาร นอกจากสัตว์แล้ว พืชจำพวกเห็นบางชนิดก็เรืองแสงได้เหมือนกัน การเรืองแสงเกิดจากเซลล์ของบัคเตรีที่อาศัยอยู่เป็นประจำในส่วนต่างๆ ของสัตว์หรือพืชที่เรืองแสง บริเวณเหล่านั้นจะประกอบด ้วยเนื้อเยื่อที่เจริญเป็นพิเศษเพื่อให้บัคเตรีนั้น ๆ เติบโตได้ 
              การเรืองแสงนับว่าเป็นขบวนการ ซึ่งเกิดขึ้นในระยะแรกเริ่มของสิ่งมีชีวิตในโลกเป็นวิธีการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตบางชนิด เพื่อให้สามารถขยายพันธุ์ และให้อยู่รอดมาได้จนถึงปัจจุบัน 

             เราจะลองพิจารณาเปรียบเทียบสิ่งมีชีวิตต่างๆ ตามลำดับขั้นวิวัฒนาการ เริ่มจากพวกที่มีวิวัฒนาการน้อยกว่า จนถึงพวกที่มีวิวัฒนาการขั้นสูงสุด คือ ตั้งแต่สัตว์พวกเซลล์ เดียวขึ้นมาถึงสัตว์ชั้นสูง
              สิ่งที่มีชีวิตเซลล์เดียวสามารถเปล่งแสงสีได้ สีของแสงที่เปล่งออกมานั้นอาจเปลี่ยนได้ตามสภาพแวดล้อม เช่น นอคติลูคา (noctiluca) ชนิดต่างๆ ตามปกติจะเปล่งแสง สีแดงจนทำให้ผิวทะเลที่มีสิ่งที่มีชีวิตนี้อาศัยอยู่อย่างหนาแน่นเป็นสีแดงเต็มไปหมด แต่ในเวลากลางคืน ถ้ามีคลื่นมารบกวนมาก นอคติลูคาจะเปล่งแสงเป็นสีน้ำเงินแทนสีแดง สิ่งที่มีชีวิตพวกเซลล์เดียวอีกชนิดหนึ่ง คือ โกนีออแลกซ์ (gonyaulax) มีความสามารถในการผลิตแสงได้มากที่สุดในเวลากลางคืน และน้อยที่สุดในเวลากลางวันไม่ว่าจะอยู่ในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติของมันเองคือในทะเล หรือภายในสภาพห้องทดลองที่ห่างไกลจากทะเลหลายพันกิโลเมตรกำหนดเวลาของการเปลี่ยนแสงดังกล่าวนี้จะเที่ยงตรงราวกับมี "นาฬิกา" ตั้งไว้ภายในเซลล์ นอกจากนี้ บัคเตรีซึ่งก็เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจะผลิตแสงสีน้ำเงินหรือน้ำเงินเขียว และตราบใดที่สภาพแวดล้อมเหมาะสมกับปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ของมัน แสงที่เรืองนั้นจะต่อเนื่องกันโดยไม่หยุด
              ในสัตว์ทะเลพวกหนึ่งซึ่งมีขนาดและลำตัวคล้ายช่อดอกไม้เล็กๆ เช่น แคมพานูลาเรีย เฟลกซูโอสา (Campanularia flexuosa) การเรืองแสงเกิดในเซลล์ที่เป็นแกนในของลำตัว ผ่านผิวชั้นนอกซึ่งใสบาง ส่วนแมงกะพรุนซึ่งเป็นสัตว์กลุ่มใกล้เคียงกันถัดขึ้นมาในลำดับวิวัฒนาการ จะมีการเรืองแสงเกิดขึ้นตามกลุ่มเซลล์ที่กระจายอยู่ตามขอบร่ม เช่น เอควอเรีย เอควอร์ (Aequorea aequore)
               หนอนทะเลชนิดหนึ่งซึ่งเป็นสัตว์กลุ่มที่ใกล้เคียงมากกับไส้เดือนดิน และเป็นที่รู้จักกันดีในบริเวณหมู่เกาะอินเดียตะวันตก คือ โอดอนโตซิลลิส อีโนปลา (Odontosyllisenopla) จะมีการเรืองแสงเป็นหมู่ ประมาณ ๒-๓ วันหลังจากเดือนเพ็ญ พวกตัวเมียซึ่งมีไข่สุกและมีขนาดถึง ๓ ๑/๒.ม. จะว่ายวนตามผิวน้ำเปล่งแสงสีเขียว เริ่มประมาณ ๑ ชั่วโมง หลังจากตะวันตกดิน มีตัวผู้ซึ่งเปล่งแสงวาบๆ ว่ายตามมา และต่อมามีการปล่อยเซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองฝ่ายออกผสมพันธุ์ในน้ำ
               ส่วนสัตว์ทะเลอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นสัตว์คล้ายกับไรน้ำในน้ำจืด คือ ไรน้ำทะเล ไซปริดิน่า ฮิลเกนดอร์ฟิอิ (Cypridinae hilgendorfii) นี้ เป็นสัตว์ที่รู้จักกันดีในสมัยสงครามโลกครั้งที่ ๒ ทหารญี่ปุ่นได้นำมาใช้ประโยชน์ในการอ่านแผนที่ขณะที่มีการพรางไฟ สัตว์ชนิดนี้เมื่อนำมาตากให้แห้งจะเก็บไว้ได้นานในลักษณะเป็นผง เมื่อต้องการใช้ก็นำมาผสมกับน้ำจะได้แสงสีน้ำเงินที่สว่างพอที่จะอ่านแผนที่ได้โดยไม่ต้องกลัวว่าจะถูกเครื่องบินค้นพบ ได้มีผู้นำไรน้ำทะเลชนิดนี้มาศึกษาปฏิกิริยาชีวเคมีอย่างละเอียด
              ในสัตว์พวกแมลงที่เรืองแสง หิ่งห้อยหลายชนิด เช่น โฟทูริส ไพราลิส (Photurispyralis) และ พี. เพนซิลวานิคัส (P. Pennsylvanicus) เป็นแมลงที่พบทั่วไปทั้งในยุโรป เอเชีย และอเมริกา มีการผลิตแสงสีเขียวเหลืองตรงปลายท้อง และมีการเปล่งแสงเป็นจังหวะ ตัวผู้ในฝูงเดียวกันจะเปล่งแสงเป็นจังหวะพร้อมกัน หิ่งห้อยต่างชนิดจะมีจังหวะแตกต่างกัน ส่วนตัวเมียปกติจะไม่เปล่งแสงก่อน แต่จะเปล่งแสงตอบต่อเมื่อได้รับแสงจากตัวผู้ชนิดเดียวกัน เป็นการบอกทิศทางให้ตัวผู้บินตามมา แมลงปีกแข็งไพโรโฟรัสนอคติลูคัส (Pyrophorus noctilucus) อีกชนิดหนึ่งซึ่งพบในอเมริกาเหนือและมีลักษณะภายนอกคล้ายกับหิ่งห้อย แต่มีการเรืองแสงที่ตำแหน่งต่างกันมาก คือ ที่จุด ๒ จุด ตรงทรวงอกด้านบน ในประเทศบราซิลมีหนอนซึ่งเป็นตัวอ่อนของแมลงชนิดหนึ่ง มีลวดลายการเรืองแสงที่เหมาะสมกับชื่อของมัน คือ มีจุด เรืองแสงสีแดงที่เรืองแสงต่อเนื่องกันตลอดเวลา ๒ จุดตรงหัว ส่วนตามลำตัว มีจุดเรืองแสง ๑๑ คู่ เรียงตามยาวลำตัวปล้องละ ๑ คู่ จุดเหล่านี้ปกติไม่เปล่งแสง แต่หากถูกรบกวน หรือเมื่อเคลื่อนไหวจะเปล่งแสงสีเขียว จึงทำให้ได้สมญาว่า "หนอนรถไฟ"
                 สัตว์ทะเลกลุ่มหอย ได้แก่ หอยสองกาบ โฟลาส แดคติลุส (Pholas dactylus) และปลาหมึก เธามาโตแลมพัส ไดอะเดมา (Thaumatolampus diadema) ซึ่งเป็นสัตว์ที่ใกล้เคียงกับหอยมาก สัตว์สองชนิดนี้เป็นตัวอย่างของสัตว์ทะเลขนาดใหญ่ที่เรืองแสงขณะเคลื่อนไหว ปรากฏเห็นได้ชัดเจน
                 ในสัตว์ทะเลชั้นสูงจำพวกที่มีกระดูกสันหลังนั้น การเรืองแสงปรากฏเฉพาะในพวกปลา โดยเฉพาะปลาน้ำลึก ซึ่งแต่ละชนิดมีลวดลายบริเวณเรืองแสงบนลำตัวต่างกัน ในทะเลที่แสงแดดส่องไม่ถึง มันจะจำศัตรูหรือเพื่อนชนิดเดียวได้กันในที่มืดโดยทราบจากลวดลายการเรืองแสงบนลำตัว ปลาบางชนิดมีอวัยวะเรืองแสงลักษณะคล้ายคันเบ็ดที่ห้อยจากหัวลงมา เหนือบริเวณปากปลายสายเบ็ดนี้มีแสงเรืองล่อปลาขนาดเล็ก หรือสัตว์ทะเลอื่นๆ ให้เข้ามาใกล้ ปลาที่มีการเรืองแสงตามบริเวณต่างๆ เหล่านี้ส่วนมากมิได้มีเซลล์ของตนเองที่ผลิตแสงได้ดังสัตว์อื่นที่กล่าวข้างต้น การเรืองแสงเกิดจากเซลล์ของบัคเตรีที่มาอาศัยอยู่เป็นประจำในบริเวณเหล่านั้นซึ่งประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่เจริญเป็นพิเศษ เพื่อการรองรับบัคเตรีเหล่านี้ เช่น โฟโตเบลฟารอน (Photoblepharon)
                 ในสิ่งมีชีวิตอื่นนอกจากสัตว์และจุลินทรีย์ที่ได้กล่าวข้างต้นแล้ว พืชจำพวกเห็ดที่เจริญตามพื้นดินในป่า หรือขอนไม้ผุชื้นก็เรืองแสงได้ แสงของมันจะมีสีเขียว-เหลือง (ที่มา  https://guru.sanook.com/enc_preview.php?id=301)

ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=495