ห้องส่วนตัวของปักษาเตโช

ลำดับตอนที่ #7 : พันธุวิศวกรรมจาก5เว็บ

พันธุวิศวกรรม

An iconic image of genetic engineering; this "autoluminograph" from 1986 of a glowing transgenic tobacco plant bearing the luciferase gene of the firefly, illustrating the possibilities of genetic engineering.

พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) หรือความรู้ที่ได้จากการศึกษาชีววิทยาระดับโมเลกุล (molecular biology) จนทำให้สามารถประยุกต์ใช้ในการปรับเปลี่ยน เคลื่อนย้าย หรือตรวจสอบสารพันธุกรรม (ดีเอ็นเอ) และผลิตภัณฑ์ของสารพันธุกรรม (อาร์เอ็นเอและโปรตีน) ได้

การประยุกต์ใช้พันธุวิศวกรรมแบบหนึ่งที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางได้แก่ การเคลื่อนย้ายยีน (transgenesis)จากสิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่งไปสู่สิ่งมีชีวิตอื่นในสปีชีส์เดียวกันหรือสปีชีส์อื่น ซึ่งทำให้เกิดการถ่ายทอดยีนและลักษณะที่ยีนนั้นควบคุมอยู่ ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ (novel)ซึ่งอาจไม่เคยปรากฏในธรรมชาติมาก่อน ตัวอย่างเช่น การใส่ยีนสร้างฮอร์โมนอินซูลินเข้าไปในแบคทเรียหรือยีสต์ เพื่อให้ผลิตสารดังกล่าว ซึ่งสามารถนำมาสกัดบริสุทธิ์เพื่อใช้รักษาผู้ป่วยโรคเบาหวาน เป็นต้น

สิ่งมีชีวิตที่ได้จากกระบวนการเคลื่อนย้ายยีน เรียกว่า สิ่งมีชีวิตเคลื่อนย้ายยีน (transgenic organisms) ซึ่งอาจเป็นได้ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตที่มีวิวัฒนาการต่ำอย่างจุลินทรีย์ ไปจนสิ่งมีชีวิตชั้นสูงอย่างพืชและสัตว์ชนิดต่างๆ

ในวงการสื่อ มักเรียกสิ่งมีชีวิตเคลื่อนย้ายยีน (transgenic organisms) ว่าเป็น สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม หรือ สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม (genetically modified organims, GMOs)

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%9E%E0%B8%B1%E0%B8%99%E0%B8%98%E0%B8%B8%E0%B8%A7%E0%B8%B4%E0%B8%A8%E0%B8%A7%E0%B8%81%E0%B8%A3%E0%B8%A3%E0%B8%A1

Genetic Engineering-พันธุวิศวกรรม

Genetic Engineering-พันธุวิศวกรรม

หมายเหตุ

จัดทำขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2545 ขณะศึกษาอยู่ชั้น ม.6 รายงานฉบับนี้จึงเป็นเพียงรายงานเฉพาะหน้า กล่าวคือ มีเนื้อหาเพียงผิวเผิน และปราศจากการวิเคราะห์เชิงลึก

พันธุวิศวกรรมคืออะไร

พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) หมายถึง เทคโนโลยีที่ทำการเคลื่อนย้ายยีน (gene) จากสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์หนึ่งไปสู่สิ่งมีชีวิตอีกสายพันธุ์หนึ่ง เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ (novel) เทคนิคเหล่านี้เป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่สลับซับซ้อน ในการเปลี่ยนแปลงหน่วยพันธุกรรม หรือ DNA ของสิ่งมีชีวิต โดยอาศัยเทคโนโลยีทางพันธุวิศวกรรม นักวิทยาศาสตร์สามารถเคลื่อนย้ายยีนที่อยู่เหนือกฎเกณฑ์ธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นอาจมียีนลูกผสมแบบใหม่ ทำให้เกิดคุณลักษณะแบบใหม่ ซึ่งไม่เคยปรากฏในธรรมชาติมาก่อน

ประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม

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

ก. ด้านการเกษตรและอาหาร

1. การปรับปรุงพันธุ์พืชให้ต้านทานโรคและแมลง วิธีการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิม ซึ่งยังคงทำกันอยู่นั้น ใช้วิธีหาพันธุ์ต้านทานซึ่งส่วนใหญ่เป็นพันธุ์ป่าและมีลักษณะไม่ดีอยู่มาก จากนั้นเอาพันธุ์ต้านทานผสมพันธุ์พ่อ-แม่ เข้าด้วยกันรวมทั้งลักษณะต้านทานด้วยเหตุนี้ จึงต้องเสียเวลาคัดเลือก และพัฒนาพันธุ์ต่ออีกอย่างน้อย 8-10 ปี กว่าจะได้พันธุ์ต้านทานและมีลักษณะอื่น ๆ ดีด้วย ดังนั้นวิธีการปรับปรุงพันธุ์โดยการถ่ายฝากยีนที่ได้รับจากชนิดพันธุ์อื่น จึงสามารถลดระยะเวลาการพัฒนาพันธุ์ได้มาก

1.1 พันธุ์พืชต้านทานแมลง มีสารสกัดชีวภาพจากแบคทีเรีย Bacillus thuringiensis หรือ บีที ที่ใช้กำจัดแมลงกลุ่มหนึ่งอย่างได้ผลโดยการฉีดพ่นคล้ายสารเคมีอื่น ๆ เพื่อลดการใช้สารเคมีด้วยความก้าวหน้าทางวิชาการทำให้สามารถแยกยีนบีที จากจุลินทรีย์นี้และถ่ายฝากให้พืชพันธุ์ต่าง ๆ เช่น ฝ้าย ข้าวโพด และมันฝรั่ง เป็นต้นให้ต้านทานแมลงกลุ่มนั้น และใช้อย่างได้ผลเป็นการค้าแล้วในประเทศ

1.2 พันธุ์พืชต้านทานโรคไวรัส โรคไวรัสของพืชหลายชนิด เช่น โรคจุดวงแหวนในมะละกอ (papaya ring-spot virus) สามารถป้องกันกำจัดได้โดยวิธีนำยีนเปลือกโปรตีน (coat protein) ของไวรัสนั้นถ่ายฝากไปในพืช เหมือนเป็นการปลูกวัคซีนให้พืชนั่นเอง กระบวนการดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในพืชต่าง ๆ

2. การพัฒนาพันธุ์พืชให้มีคุณภาพผลผลิตดี

ตัวอย่างได้แก่การถ่ายฝากยีนสุกงอมช้า (delayed ripening gene) ในมะเขือเทศ การสุกในผลไม้เกิดจากการผลิตสาร ethylene เพิ่มมากในระยะสุกแก่ นักวิชาการสามารถวิเคราะห์โครงสร้างยีนนี้ และมีวิธีการควบคุมการแสดงออกโดยวิธีการถ่ายฝากยีนได้ ทำให้ผลไม้สุกงอมช้า สามารถเก็บไว้ได้นาน ส่งไปจำหน่ายไกล ๆ ได้ สหรัฐเป็นประเทศแรกที่ผลิตมะเขือเทศสุกงอมช้าได้เป็นการค้า และวางตลาดให้ประชาชนรับประทานแล้ว

3. การพัฒนาพันธุ์พืชให้ผลิตสารพิเศษ เช่นสารที่เป็นประโยชน์ต่าง ๆ ที่มีคุณค่าทางอาหารสูง อาจเป็นแหล่งผลิตไวตามิน ผลิตวัคซีน และผลิตสารที่นำไปสู่การผลิตทางอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น พลาสติคย่อยสลายได้ และโพลิมเมอร์ ชนิดต่าง ๆ เป็นต้น

4. การพัฒนาพันธุ์สัตว์ มีการพัฒนาพันธุ์โดยการถ่ายฝากยีน ทั้งในปศุสัตว์ และสัตว์น้ำ รวมทั้งน้ำปลา ได้มีตัวอย่างหลายรายการ เช่น การถ่ายฝากยีนเร่งการเจริญเติบโต และยีนต้านทานโรคต่าง ๆ เป็นต้น อย่างไรก็ตามประโยชน์ของพันธุวิศวกรรมในเรื่องการผลิตสัตว์นั้นเป็นเรื่องของการพัฒนาชุดตรวจระวังโรคเป็นส่วนใหญ่

5. การพัฒนาสายพันธุ์จุลินทรีย์ ให้มีคุณลักษณะพิเศษบางอย่าง เช่นให้สามารถกำจัดคราบน้ำมันได้ดี เป็นต้น

ข. ด้านการแพทย์และสาธารณสุข

เทคโนโลยีชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง องค์ความรู้จากการวิจัยจีโนม ทำให้นักวิจัยรู้สึกถึงระดับยีนสิ่งมีชีวิต รู้ว่ายีนใดอยู่ที่ไหนบนโครโมโฃม หรือนอกโครโมโฃม สามารถสังเคราะห์ชิ้นส่วนนั้นได้ หรือตัดออกมาได้ แล้วนำไปใช้ประโยชน์ในเรื่องต่างๆ

1. การตรวจโรค เมื่อสามารถสังเคราะห์ชิ้นส่วน ดีเอ็นเอ หรือยีนได้แล้ว ก็สามารถพัฒนาเป็น molecular probes สำหรับใช้ในการตรวจโรคต่างๆได้อย่างมีประสิทธิภาพ

2. การพัฒนายารักษาโรคและวัคฃิน ยารักษาโรค และวัคฃิน ใหม่ๆ ผลิตโดยวิธีพันธุวิศวกรรมในจุลินทรี หรือ recombinant DNA ทั้งสิ้น

3. การสับเปลี่ยนยีนด้อยด้วยยีนดี (gene therapy) ในอนาคต เมื่องานวิจัยจีโนมมนุษย์สำเร็จ ความหวังของคนที่ป่วยเป็นโรคทางพันธุกรรม อาจมีหนทางรักษาโดยวิธีปรับเปลี่ยนยีนได้

ค. ด้านการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม

ความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีชีวภาพ นำไปสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน และช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่ง พืชที่ได้รับการถ่ายฝากยีนต้านทานโรคและแมลง ทำให้ไม่ต้องใช้สารเคมีฉีดพ่นหรือใช้ในปริมาณที่ลดลงมาก พันธุวิศวกรรมอาจนำไปสู่การผลิตพืชที่ใช้ปุ๋ยน้อย และ น้ำน้อย ทำให้เป็นการลดการใช้ปุ๋ยเคมี เป็นการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม และนำไปสู่การสร้างสมดุลทรัพยากรชีวภาพได้

ง. ด้านการพัฒนาอุตสาหกรรม

เมื่อวัตถุดิบได้รับการปรับเปลี่ยนคุณภาพให้ตรงกับความต้องการของอุตสาหกรรม โดยใช้พันวิศวกรรมแล้ว อุตสาหกรรมใหม่ๆจะเกิดตามมากมาย เช่น การเปลี่ยนโครงสร้างแป้ง น้ำมัน และโปรตีน ในพืช หรือการลดปริมาณเซลลูโลสในไม้ เป็นต้น ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพในอนาคต จะเป็นการเปลี่ยนรูปโแมอุตสาหกรรมใหม่ โดยเน้นการใช้วัตถุดิบจากสิ่งมีชีวิตมากขึ้น รถยนต์ทั้งคัน อาจทำจากแป้งข้าวโพด สารเคมีทั้งหมดอาจพัฒนาจากแป้ง เชื้อเพลิงอาจพัฒนาจากวัตถุดิบพืช เป็นต้น

ความเสี่ยง (risk) ของ LMOs หรือ GMOs

พืช สัตว์ และจุลินทรีย์ที่ได้รับการตัดแต่งตัดต่อยีน หรือที่เรียกว่า LMOs นั้นอาจเรียกว่าเป็นสิ่งมีชีวิตแปลงพันธุ์ และอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม คน และสัตว์ แตกต่างกันไปซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ ดังนี้

1. แหล่งยีน ถ้าเป็นยีนจากชนิดเดียวกัน เช่นยีนจากพืช ถ่ายให้พืช ย่อมมีปัญหาน้อยหรือไม่มีความเสี่ยงเลย ยีนจากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ทราบกันดีว่าไม่พิษมีภัยก็อาจจัดอยู่ในกลุ่มเสี่ยงน้อยด้วย ถ้าเป็นยีนจากจุลินทรีย์อาจก่อเกิดโรคได้ย่อมมีความเสี่ยงสูงขึ้น และยิ่งเป็นยีนที่ทราบแน่ชัดว่าสกัดมาจากเชื้อโรคยิ่งมีความเสี่ยงสูงมาก

2. ส่วนประกอบของยีน ยีนที่ควบคุมลักษณะหนึ่งนั้นไม่สามารถแสดงออก หากปราศจากยีนช่วยแสดง (promoter) นอกจากนั้นยังต้องมียีนช่วยการเลือกคัด (selectable markers) อีกด้วย ยีนพวกนี้อาจเป็นยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ หรือยีนต้านทานสารกำจัดวัชพืช ยีนเหล่านี้ต้องสร้างเป็นส่วนประกอบของดี เอ็น เอ สายเดียวกัน แล้วจึงถ่ายฝากให้พืชตัวรับ ปัญหาที่ตามมาคือ ยีนช่วยเลือกคัดอาจมีพิษภัยต่อสิ่งมีชีวิตก็เป็นได้

สิ่งมีชีวิตแปลงพันธุ์เหล่านี้ต่างจากพันธุ์ธรรมดาตรงที่มียีนแปลกปลอมใหม่ ๆ (novel genes) เข้าไปอยู่ในพันธุ์นั้นทำให้มีความกลัวและคำถามตามมาหลายข้อ เช่น

1. เสถียรภาพของยีนว่าจะอยู่คงทนในพันธุ์นั้นนานแค่ใด กี่ชั่วอายุหรือจะหายไปในชั่วลูกชั่วหลาน

2. ยีนที่มาจากจุลินทรีย์ที่ไม่ก่อเกิดโรค มีโอกาสที่จะกลายพันธุ์เป็นยีนก่อเกิดโรคได้หรือไม่

3. ยีนเหล่านี้มีโอกาสหลุดไปสู่พืชพันธุ์อื่น หรือจุจินทรีได้หรือไม่

4. ผลผลิตจะมีพิษภัยต่อสุขภาพคน และสัตว์หรือไม่

5. ปัญหาราคาผลิตผลทรัพย์สินทางปัญญา และอื่น ๆ ยังมีอีกมาก

ผลกระทบต่อสังคมไทย

ผลกระทบต่อเศรษฐกิจและสังคมของไทย และนานาชาติ ที่เกิดจากการผลิตและใช้ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยพันธุวิศวกรรม หรือที่เรียกว่า จีเอ็มโอ (GMOs) นั้น ในขณะนี้มีค่อนข้างสูง นับเป็นกระแสของผู้บริโภค และคนทั่วไปทั่วโลกที่มีความเป็นห่วงในเรื่องต่างๆ ดังต่อไปนี้

1. เทคโนโลยีนี้ ค่อนข้างใหม่ มีการวิจัยและพัฒนาในบางประเทศเท่านั้น คนทั่วไปจึงไม่รู้ว่าผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า จีเอ็มโอ นั้นคืออะไร มีประโยชน์และอาจมีโทษอย่างไร

2. เทคโนโลยีอยู่ในมือของบริษัทข้ามชาติใหญ่ๆ ทำให้ประชาชนมีความวิตกกังวลว่าจะ เป็นการผูกขาดตลาดหรือไม่ ราคาจะสูงเกินไปหรือไม่

3. ผลิตผล จีเอ็มโอ มีความปลอดภัยต่อสุขภาพมนุษย์ และสัตว์ หรnอไม่เพียงใด แม้มีการทดสอบความปลอดภัยทางชีวภาพมามากในประเทศอื่น ยังมีคำถามอยู่ว่าแม้ปลอดภัยในตอนนี้ แต่ในอนาคต 10-20 ปี จะเป็นอะไรหรือไม่ ซึ่งนับว่าเป็นเรื่องยาก ที่จะหาคำตอบ

4. มีผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพหรือไม่ ซึ่งเรื่องนี้ คงขึ้นอยู่กับมุมมอง ที่ต่างกันของนักวิชาการ กลุ่มหนึ่งอาจมองไปว่า จะเป็นการนำไปสู่การปลูกพืชเชิงเดี่ยวมากขึ้น และแท้จริงแล้วอาจเป็นการสร้างความหลากหลายให้มากขึ้น จากการพัฒนาสิ่งมีชีวิต ที่มียีนใหม่ๆ ที่ไม่เคยมีตามธรรมชาติเลย ความจริงแล้วมนุษย์ได้ปรับเปลี่ยนพันธุ์พืช สัตว์ และจุลินทรี โดยวิธีผสมพันธุ์กันอยู่ แล้ว การใช้พันธุวิศวกรรมจึงเป็นเพียงเครื่องมืออย่างหนึ่งเท่านั้น

http://www.bloggang.com/viewdiary.php?id=merveillesxx&month=01-2005&date=23&group=4&gblog=39

พันธุวิศวกรรม

(Genetic Engineering)

พันธุวิศวกรรมหรือการตัดแต่งยีน คือ การใช้เทคนิคต่าง ๆ เพื่อนำยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปถ่ายฝากให้กับสิ่งมีชีวิตอื่น ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างไปจากพันธุ์ที่มีในธรรมชาติ ปัจจุบันการตัดแต่งยีนในพืชและสัตว์ได้เจริญก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้มีการพยายามนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวาง ดังตัวอย่างต่อไปนี้

1. การเพิ่มผลผลิตโปรตีนที่สำคัญและหายาก เช่น ฮอร์โมนอินซูลิน วัคซีนคุ้มกันโรคตับอักเสบชนิดบี วัคซีนคุ้มกันโรคปากเท้าเปื่อยต่าง ๆ 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 

การเพิ่มผลผลิตของสัตว์

ในปัจจุบันเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยงสัตว์ เช่น การผสมเทียม การถ่ายฝากตัวอ่อน การโคลนนิ่ง ได้มีการพัฒนาไปอย่างมาก ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตทั้งด้านปริมาณและคุณภาพ นอกจากนี้การใช้เทคโนโลยีด้านอื่น ๆ  มาช่วยเพิ่มผลผลิต ดังนี้

1. การใช้ฮอร์โมนช่วยการขุนวัว เพื่อให้วัวพื้นเมืองเพศเมียมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในเวลาสั้น ๆ

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

1. การที่ไม่รู้ทั้งหมดว่าปลากินอะไรบ้างในช่วงอายุต่าง ๆ กัน

2. การขาดแคลนอาหารสำหรับลูกปลาเล็ก ๆ ที่เพิ่งจะฟักออกจากไข่ ซึ่งปัจจุบันได้มีการเพาะเลี้ยงไรแดง เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารสำหรับลูกปลาเล็ก ๆ  

การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีชีวภาพในด้านต่าง ๆ

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 ทำให้เกดการพัฒนาอุตสาหกรรมการแช่เย็นเนื้อสัตว์และการผลิตอาหารกระป๋อง

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 หอยต่าง ๆ ซึ่งเนื้อสัตว์เป็นแหล่งสารโปรตีนที่สำคัญมาก

2. เพิ่มผลผลิตจากสัตว์ เช่น น้ำนมวัว ไขเป็ด ไข่ไก่ เป็นต้น

3. เพิ่มผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากผลผลิตของสัตว์ เช่น เนย นมผง นมเปรี้ยว และโยเกิร์ต เป็นต้น ทำให้เรามีอาหารหลากหลายที่ให้ประโยชน์มากมาย

http://learners.in.th/blog/science3/47494

เทคนิคพันธุวิศวกรรม 

                                            ( Genetic engineering )

           การปรับปรุงเปลี่ยนแปลงลักษณะทางพันธุกรรมโดยการนำยีน    หรือชิ้นดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์หนึ่งไปถ่ายฝากในสิ่งมีชีวิตอีกสายพันธุ์หนึ่งเพื่อให้มีคุณสมบัติตามต้องการ     นักวิทยาศาสตร์เริ่มศึกษาวิจัยตั้งแต่คริสต์ศตวรรษที่  70และก้าวหน้าเพิ่มขึ้นเรื่อยมาจนกระทั่งในทศวรรษที่ผ่านมาได้มีการนำผลงานวิจัยไปทดสอบและเริ่มมีผลิตภัณฑ์ออกมาจำหน่ายในสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2536 เทคนิคพันธุวิศวรรมเอื้อประโยชน์มหาศาลต่อวงการแพทย์ในการคิดค้นยาและวัคซีนป้องกันโรคตลอดจนการพัฒนาพันธุ์พืชเศรษฐกิจต่างๆ เช่น มะเขือเทศ ถั่วเหลือง ฝ้าย มันฝรั่ง ฯลฯ

                                   ข้อดีของพันธุวิศวกรรม

          ใช้เวลาน้อยกว่าวิธีการปรับปรุงพันธุ์ตามธรรมชาติหรือวิธีการดั้งเดิม   ผลิตผลที่ได้จะมีคุณสมบัติตรงตามความต้องการมากกว่า เนื่องจากใช้ยีนที่มีคุณสมบัติที่ต้องการโดยตรงไม่มีข้อจำกัดของแหล่งยีนที่จะนำมาตัดต่ออาจเป็นยีนที่ได้มาจากการสังเคราะห์ขึ้นหรืออาจไม่เกี่ยวข้องกับสายพันธุ์เดิมเลยก็ได้    

                                 วิธีการตัดต่อยีน

               วิธีการหลักที่ใช้ในขณะนี้คือการใช้จุลินทรีย์ที่  เรียกว่า  อะโกรแบคทีเรียม (Agrobacterium) เป็นพาหะนำยีนเข้าไป โดยเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้จะสามารถเข้าสู่เซลล์พืชได้ทางบาดแผลพืชบางชนิด  เช่น ต้นมะเขือเทศ  ต้นมันฝรั่ง ต้นยาสูบและต้นถั่ว   จากนั้นแบคทีเรียจะทำให้พืชเกิดการเจริญแบ่งเซลล์ที่ผิดปกติในบริเวณที่มีแบคทีเรียอยู่จนเซลล์พืชบวมขึ้นดูคล้ายก้อนเนื้อร้ายหรือมะเร็ง เรียกว่า คราวน์ กอลล์(Crown gall) ทำให้พืชเจริญผิดปรกติ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ปืนยิง (gene gun) ยิงยีนที่เกาะอยู่บนกระสุนซึ่งทำด้วยทองเข้าไปในยีนของสิ่งมีชีวิตที่เราต้องการ

                                                เทคนิดการดัดแปลงพันธุ์พืชโดยใช้ Agrobacterium

         นำยีนจากพืชที่มีลักษณะต้านทานโรค แล้วแยกพลาสมิด (DNA vector) ออกมาจาก Agrobacterium และตัดส่วนหนึ่งของพลาสมิดออกไปเชื่อมต่อยีนเข้ากับพลาสมิดได้ Agrobacterium ที่ต้านทานโรคใส่เข้าไปในเซลล์พืชเพาะเลี้ยงได้พืชที่มีความต้านทานโรค

  การตรวจสอบ  GMOs

        ถ้ามองด้วยตาเปล่าแล้วไม่อาจบอกได้เลยว่าพืช สัตว์ อาหาร หรือผลิตภัณฑ์ชนิดใดที่วางจำหน่ายอยู่นั้นเป็น GMOs หรือไม่ ?   ยกเว้นในกรณีที่สิ่งมีชีวิตนั้นมีลักษณะภายนอกแสดงออกมา ดังนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องใช้วิธีการทางห้องปฏิบัติการเพื่อการตรวจสอบ  โดยอาศัยหลักที่ว่า  GMOs ทุกชนิดจะประกอบด้วยสารพันธุกรรม  2  ตัว  คือ   35S  - promotor และNOS - terminator การตรวจสอบหา GMOs ใช้วิธีการที่เรียกว่า พีซีอาร์ ( PCR : Polymerase Chain Reaction )  ใช้ตรวจสอบหา  GMOs  ที่อยู่ในผลิตภัณฑ์ได้   การตรวจหาใช้หลักการที่ว่าสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอสามารถจำลองตัวเอง (DNA replication)ได้โดยอาศัยดีเอ็นเอสายหนึ่งเป็นต้นแบบซึ่งหากใส่สารเคมีที่จำเป็นต่อการจำลองตัวของดีเอ็นเอเข้าไปก็จะได้ดีเอ็นเอจำนวนมากสำหรับการตรวจหาได้

       ขั้นตอนคร่าว ๆ ของเทคนิค PCR คือ จะต้องทำการสกัดแยกสารพันธุกรรม  หรือดีเอ็นเอออกมาจากตัวอย่างที่เราสงสัยว่าจะเป็น GMOs  จากนั้นทำการเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอที่ต้องการ  โดยใช้สารเคมีที่จำเป็นต่อการจำลองตัวของดีเอ็นเอนั้นลงไป หากมีชิ้นดีเอ็นเอที่ต้องการตรวจสอบอยู่ก็จะมีการเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอให้เราสามารถนำมาตรวจสอบได้

        การตรวจหา  GMOs  นอกจากจะใช้วิธี  PCR  นี้แล้วยังมีวิธีอื่น  ๆ   เช่น การตรวจหาความต้านทานต่อสารปฏิชีวนะในตัวอย่าง    การตรวจหาด้วยวิธีไอบริไดเซชั่น เป็นต้น  โดยทั่วไปในห้องปฏิบัติการมักนิยมใช้วิธี  PCR  ในการตรวจหา  GMOs มากกว่าเนื่องจากให้ผลที่ค่อนข้าง รวดเร็วและแม่นยำ 

http://www.edu.nu.ac.th/wbi/370531/somkit/technique1.htm

เรื่องที่  3.1.6  พันธุวิศวกรรม

                พันธุวิศวกรรม หมายถึง กระบวนการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมเพื่อให้ได้สิ่งมีชีวิตใหม่ ซึ่งมีคุณสมบัติตามที่ประสงค์โดยอาศัยวิธีการที่สามารถทำให้เกิดขึ้นตามขั้นตอนที่วางแผนไว้ได้ปกติมักจะทำโดยการเพิ่มดีเอ็นเอ (DNA) เข้าสู่เซลล์ ทำให้เซลล์ดังกล่าวเปลี่ยนคุณสมบัติตามลักษณะของดีเอ็นเอที่เพิ่มเข้าไป เช่น การเปลี่ยนสารพันธุกรรมของแบคทีเรีย โดยการตัดต่อกับยีนของคน ทำให้แบคทีเรียสร้างโปรตีนของคนได้ เช่น อินซูลิน เป็นต้น ถ้าอาศัยการะบวนการทางธรรมชาติในการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมซึ่งจะผ่านการผสมยีนโดยกระบวนการสืบพันธุ์ กล่าวคือการผสมระหว่างอสุจิและไข่ซึ่งจะเกิดขึ้นเฉพาะในสายพันธุ์ (species) เดียวกันเท่านั้น ไม่มีการผสมข้ามสายพันธุ์ แต่เมื่อผ่านกระบวนการพันธุวิศวกรรมจะทำให้เกิดผสมยีนข้ามสายพันธ์ได้ เช่น คนกับหนู คนกับแบคทีเรีย      เป็นต้น

พันธุวิศวกรรมโดยการตัด – ต่อดีเอ็นเอ

                ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตจะมีกระบวนการตัด – ต่อดีเอ็นเอ โดยอาศัยการทำงานของเอนไซม์ต่างๆ ภายในเซลล์ ในกระบวนการ recombination ซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการแบ่งเซลล์นั้นเป็นผลจากพันธุวิศวกรรม โดยการตัด – ต่อดีเอ็นเอ หรืออาจเรียกว่าการสร้างดีเอ็นเอสายผสม (recombinant DNA) นี้เป็นการเลียนแบบกระบวนการตัด – ต่อ ดีเอ็นเอภายในเซลล์โดยกระบวนการตัด – ต่อดังกล่าวในหลอดทดลอง ความสามารถดังกล่าวทำให้เราสามารถตัด-ต่อดีเอ็นเอจากสายพันธุ์ต่างกัน โดยไม่มีขอบเขตจำกัด นั่นคือสามารถสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ขึ้นมาได้ โดยที่สิ่งมีชีวิตดังกล่าวจะไม่เกิดขึ้นโดยวิธีตามธรรมชาติ พันธุวิศวกรรมโดยการตัด-ต่อดีเอ็นเอนี้ประกอบด้วยขั้นตอนที่สำคัญดังนี้

                1.  การตัด-ต่อ ดีเอ็นเอสองชนิดเข้าเป็นชิ้นเดียวหรือการสร้างดีเอ็นเอสายผสม (recombinant DNA)

                2.  การนำดีเอ็นเอสายผสมเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้าน (host organism)

                3.  การเลือกเฟ้นหาเซลล์เจ้าบ้านที่ได้รับดีเอ็นเอสายผสมและมีคุณสมบัติตามที่ประสงค์

ประโยชน์ที่ได้รับจากพันธุวิศวกรรม ประโยชน์ที่สำคัญ ได้แก่

                1.  การผลิตฮอร์โมน ฮอร์โมนของคนบางชนิดมีความต้องการสูง เช่น โกรทฮอร์โมน (growth hormone) เอ็นดอร์ฟิน (endorphin) อินซูลิน (insulin) เป็นต้น ในปัจจุบันมีการผลิตฮอร์โมนดังกล่าวในแบคทีเรียและยีสต์

                2.  การสร้างวัคซีน เช่น วัคซีนแก้โรคตับอักเสบ โรคปากเท้าเปื่อยในสัตว์ โรคกลัวน้ำ เป็นต้น การสร้างวัคซีน โดยวิธีพันธุวิศวกรรมนอกจากจะได้รับปริมาณที่ไม่จำกัดแล้วยังสามารถได้วัคซีนที่ดีกว่าโดยการกำจัดเอาส่วนของแอนติเจนที่มีพิษออกไปทำให้ได้วัคซีนที่มีความปลอดภัยกว่า

http://ebook.nfe.go.th/ebook/html/024/125.htm