GMO คืออะไร

"GMO คืออะไร" ใน สมัยก่อนเรียก GMO ว่า Transgenic organisms ซึ่งหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มนุษย์ได้สร้างขึ้นมาใหม่โดยการตัดต่อยีนส์ จากสิ่งมีชีวิตอื่น เข้าไปในสิ่งมีชีวิตนั้นๆ และยังอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงยีนส์โดยการทำ cell fusion หรือการใช้การฉายแสงรังสี เพื่อเลือกลักษณะพันธุกรรมที่ต้องการ นั่นคือเป็นการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมโดยมนุษย์เป็นคนทำ จึงได้เปลี่ยนมาเป็น GMO โดยเป็นคำย่อจาก Genetically Modified Organisms บางแห่งก็เรียก Living Modified Organism (LMO) หมายความว่าได้สิ่งมีชีวิตที่ได้มีการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมไปและยังมีชีวิตอยู่ การใช้ Transgenic System ในการที่จะสร้างสิ่งต่างๆที่เราต้องการนั้น เป็นสิ่งที่มีประโยชน์ค่อนข้างมาก

งานที่ทำขณะนี้คือ การนำฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโต มาใช้ให้เป็นประโยชน์ คือ growth hormone ของปลาบึก ปลาบึกเป็นปลาที่มีขนาดใหญ่ ฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตสร้างจากต่อมใต้สมองที่มีขนาดเล็กมากเพียงขนาดเม็ดถั่วเขียว การที่จะได้ฮอร์โมนจากปลาบึกเป็นปริมาณมากนั้น ไม่สามารถนำปลาบึกมาฆ่าแล้วเอาต่อมใต้สมองมาสกัด growth hormone วิธีการที่เป็นไปได้คือ นำยีนส์ในการสร้าง growth hormoneของปลาบึกไปใส่ในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เช่นนำไปใส่ในแบคทีเรียเพื่อให้สร้างgrowth hormone เมื่อมีการจับปลาบึกซึ่งนานๆจะจับได้ แล้วนำต่อมใต้สมองจากปลาบึกไปสกัด messenger RNA แล้วนำไปเปลี่ยนให้เป็น DNA ด้วยขบวนการที่เรียกว่า Complementary DNA Synthesis แล้วนำ DNAนี้ใส่เข้าไปใน plasmid ซึ่ง plasmids นี้จะนำ DNA ของปลาบึกใส่เข้าไปในแบคทีเรียได้ นับเป็นการนำยีนส์ของปลาบึกใส่เข้าไปในแบคทีเรีย ทำให้ได้แบคทีเรียซึ่งเหมือนกับแบคทีเรียธรรมดาแต่มียีนส์ที่สร้างฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของปลาบึกอยู่ หากนำเอายีนส์ที่สร้างฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตใส่ใน promoter ที่ถูกต้อง ของแบคทีเรียนั้น จะเกิดการสร้าง messenger RNA ของ growth hormoneในแบคทีเรีย และสุดท้ายมีการสร้างโปรตีน growth hormone ของปลาบึกในแบคทีเรียนี้ ซึ่งเราจะสามารถทดสอบได้ ว่ามีการสร้างจริงหรือไม่ ( ภาพในสไลด์ แสดงโปรตีนที่สร้างขึ้นโดยแบคทีเรีย E.coli และ แบคทีเรียที่มีการสอดใส่ยีนส์ โดยจะสร้าง growth hormone ของปลาบึก ออกมาด้วย)

เมื่อแบคทีเรียสร้าง growth hormone แล้ว เราสามารถสกัดโปรตีนที่ได้จากแบคทีเรีย E.coli ที่ได้ทำการ engineeredให้ถูกต้อง เมื่อเรานำมาทำให้บริสุทธิ์จะได้ growth hormone ที่บริสุทธิ์ โดยจะแสดงฤทธิ์เร่งการเจริญเติบโตของสัตว์ เช่นเมื่อเราเอาไปทดลองโดยฉีดเข้าปลาทอง ก็จะพบว่า ฮอร์โมนที่ผลิตใน E.coli นั้นเมื่อนำไปฉีดในปลาจะให้ biological activity คือทำให้ปลาที่ได้รับ growth hormone ในระดับพอเหมาะมีขนาดใหญ่ขึ้น ถ้าให้สูงเกินไปจะไม่เจริญเติบโต ขนาดที่พอเหมาะคือ 0.1 mcg / Gm ส่วนใหญ่โดยเฉลี่ยใหญ่ขึ้น 25 % บางตัวก็จะใหญ่มาก บางตัวก็ไม่ใหญ่ เป็นการแสดงให้เห็นถึงการนำ ผลิตผล จาก GMOไปใช้ ผลิต ผลิตภัณฑ์ มากมาย เช่นใช้แบคทีเรีย หรือ ยีสต์ ในการผลิตอินซูลินของคน growth hormone ของคน อินเทอร์เฟียรอน คัยโมซินซึ่งใช้ในการผลิตเนยแข็ง และโปรตีนอื่นๆ นับเป็นการใช้ microorganisms ผลิตสารที่ต้องการ

ตัวอย่างอีกอันหนึ่งในการศึกษาเรื่อง GMO คือการสร้าง GMOเพื่อไปใช้ควบคุมปริมาณลูกน้ำยุง การศึกษาเรื่องนี้ได้ทำการวิจัยมานานแล้ว หลักการก็คือ เริ่มแรกทำการสำรวจแบคทีเรียในกระเพาะลูกน้ำยุง นำแบคทีเรียที่มีปริมาณมากในกระเพาะลูกน้ำยุงมา แล้วหาแบคทีเรียซึ่งเมื่อลูกน้ำยุงกินเข้าไปแล้วจะอยู่รอดได้ในกระเพาะลูกน้ำยุง ซึ่ง เรียกว่า Recolonization แบคทีเรียที่ศึกษามีชื่อว่า Enterobacter aerogenes ซึ่งมีในกระเพาะลูกน้ำยุง โดยมีความจำเพาะต่อยุงก้นป่อง Anopheles dirus แล้วทดสอบโดย feed แบคทีเรีย กลับไปในยุงลาย Aedes aegypti และ ยุงรำคาญ Culex spp. ให้ยุงพวกนี้กินดู ก็จะพบว่า แบคทีเรียที่เลือกมานี้ เมื่อให้กิน 1 วัน 2 วัน 7 วัน จะสามารถอยู่ในกระเพาะลูกน้ำยุง ของยุงก้นป่องAnopheles dirus เท่านั้น แต่ไม่อยู่ใน กระเพาะของลูกน้ำยุง ของอีก 2 ชนิดที่กล่าวมาแล้วข้างต้น จึงเป็นลักษณะของแบคทีเรียที่เราต้องการคือแบคทีเรียที่มีความจำเพาะโตเฉพาะใน Anopheles dirus และอยู่ได้ในลูกน้ำยุงประเภทนี้

หากดัดแปลง(modify)แบคทีเรียพวกนี้ เพื่อให้สร้างโปรตีนจำเพาะชนิดหนึ่ง ที่สามารถนำไปใช้ในการควบคุมลูกน้ำยุง โดยนำยีนส์ชนิดหนึ่งไปใส่ในแบคทีเรียพวกนี้ ยีนส์ที่เรานำมาใช้เป็นยีนส์ที่มาจาก Bacillus thuringiensis israelensis (BTI) และ Bacillus sphaericus (BS) ยีนส์ดังกล่าวสร้างสารชีวภาพที่ฆ่าลูกน้ำยุงได้ โดยจะbindกับกระเพาะลูกน้ำยุง ทำให้มีการฆ่าลูกน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทดสอบการฆ่าลูกน้ำยุงโดยแบคทีเรียที่เรียกว่า Enterobacter aerogenes เป็นการใช้ plasmid ซึ่งจะมี promoter ที่เรียกว่า BS promoter เป็น plasmids ชนิดต่างๆ เปรียบเทียบกับแบคทีเรีย Bacillus sphaericus จะพบว่าแบคทีเรียตัวใหม่ที่ใส่ยีนส์นี้เข้าไป มีประสิทธิภาพฆ่าลูกน้ำยุงก้นป่องที่มีประสิทธิภาพค่อนข้างสูงมากเมื่อเปรียบเทียบกับแบคทีเรียตัวเดิม ในกรณีนี้แบคทีเรียตัวใหม่มีประสิทธิภาพฆ่าลูกน้ำได้สูงมาก ที่ LD50 5.4 x103 เซลล์ คือ 5400 เซลล์ แต่หากใช้ Bacillus sphaericus จะต้องใช้เป็นจำนวนมากเป็นแสนเซลล์ ดังนั้นมีประสิทธิภาพดีกว่าถึง 20 เท่า

จัดเป็นการสร้าง Genetically Modified Organisms แล้วนำ organisms ไปใช้ทดสอบฆ่าลูกน้ำยุง ด้วยการทำที่ถูกต้องอาจสามารถนำไปใช้ควบคุมลูกน้ำยุงที่มีประสิทธิภาพมากกว่าต่อไป การทดลองประเภทนี้เรา ได้ตระหนักดีว่า เป็นการทดลองที่ต้องมีการควบคุมที่ดี เป็นการทดลองกระทำในห้องปฎิบัติการที่เรียกว่าระดับ P2 ซึ่งเป็นการทดลองที่จะไม่มีสิ่งมีชีวิตอะไรเล็ดรอดออกมาได้ ส่วนการทดลองที่จะนำไปใช้นอกห้องปฎิบัติการ ก็จะต้องมีการทดสอบ ซึ่งยังมีขั้นตอนอีกมาก เพื่อจะทดสอบว่า Genetically modified organisms จะส่งผลในเรื่องความปลอดภัยและในเรื่องสิ่งแวดล้อมอย่างไร เป็นเรื่องของอนาคตที่จะไปทดสอบกันต่อไป ทั้งหมดที่ได้กล่าวไปแล้วยังเป็นเรื่องที่กระทำในห้องปฎิบัติการ และเป็นการศึกษาที่ในเมืองไทยขณะนี้

เทคโนโลยี GMO ที่เกี่ยวกับสัตว์ มีหลักการดังนี้

การศึกษา GMO ในสัตว์เพื่อจุดประสงค์อย่างหนึ่งจะทำได้อย่างไร การทำ transgenic mice เป็นการสร้างหนูที่มียีนส์อย่างอื่นเข้าไป modelการทำในห้องปฎิบัติการ มีหลักการคือ นำหนูมาผสมพันธุ์กัน เพื่อให้ได้ไข่ที่ได้รับการผสม (fertilized egg) จาก fertilized egg นำยีนส์ที่ต้องการจะเปลี่ยนแปลง ฉีดเข้าไปใน nucleus เช่น ถ้าต้องการเปลี่ยน growth hormone 
ก็นำยีนส์growthhormoneฉีดเข้าไปเมื่อฉีดเข้าไปแล้วจะนำไข่ไปฝากในหนูอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นหนูที่ทำให้ตั้งท้องเทียม (pseudopregnant) เมื่อนำไข่ที่มียีนส์ใหม่ใส่เข้าไป สิ่งที่ออกมาจะได้ลูกหนูซึ่งจะมี DNA ที่ใส่เข้าไป ก็ต้องไปวิเคราะห์ว่า เมื่อ integrate เข้าไปแล้ว มี copy number เป็นอย่างไร มี expression เป็นอย่างไร ซึ่งมีขั้นตอนมาก ในการทำ transgenic animal ก็จะทำแบบนี้ ส่วนรายละเอียดนั้น บางครั้งอาจมี variationได้ ไข่ที่ยังไม่ได้รับการผสม แล้วฉีดสเปอร์มเข้าไป เอายีนส์ฝากเข้าไปในสเปอร์ม หรือเข้าไปในไข่ จะเป็นการเพิ่มยีนส์เข้าไป ซึ่งจะเป็นการสร้าง transgenic mice เช่นเดียวกัน ลักษณะอย่างนี้เป็นการศึกษาในห้องปฏิบัติการ โดยการฉีดยีนส์เข้าไป และเป็นยีนส์เพื่อใช้ในการทดลอง และเมื่อจะสร้าง transgenic animalในสัตว์ชนิดอื่น ก็จะใช้หลักการในลักษณะเดียวกันนี้ เช่นนำไปใช้ในการสร้างหมู (pig) ซึ่งมี growth hormone โดยการฉีดยีนส์growth hormone เข้าไปในหมู จะพบว่าหมูโตเร็วกว่าปกติ มีไขมันน้อย มีเนื้อสูง แต่พบว่ามีปัญหาค่อนข้างมาก เช่นพบว่าหมูเป็นเบาหวาน และยังมีผลข้างเคียงค่อนข้างมาก ในปลาก็เช่นเดียวกัน ในปลาจะทำได้ง่ายกว่า เมื่อฉีดยีนส์เข้าไปในไข่แล้ว สามารถฟักออกมาเป็นตัวได้เลย ในปลามีการฉีด growth hormoneเข้าไป เช่น ปลาซาลมอน พบว่าทำให้ปลาซาลมอนมีขนาดใหญ่มาก นอกจากนี้การ สร้าง transgenic pig เพื่อทำให้ร่างกายมนุษย์ไม่ปฎิเสธ (reject) อวัยวะของหมู เมื่อนำอวัยวะหมูมาปลูกถ่ายอวัยวะในคน เป็นเรื่องในอนาคตที่มีความเป็นไปได้สูงมาก

สรุปว่าการสร้าง GMO หรือ LMO แพร่หลายและมีขอบเขตกว้างขวาง ต้องมีการควบคุมเพื่อไม่ให้ส่งผลกระทบต่อคน โดยเฉพาะในสัตว์จะมีเรื่องจริยธรรมและศีลธรรมเข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งเป็นเรื่องที่แตกต่างจากพืช
ที่มา : https://www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=1063