Encyclopedia Earth

ลำดับตอนที่ #102 : ทำดีเอ็นเอเทียมสำเร็จ มีรหัสเพิ่มเป็น 12 ตัวอักษร

✎ ทำดีเอ็นเอเทียมสำเร็จ มีรหัสเพิ่มเป็น 12 ตัวอักษร ✎

     นักวิทย์มะกันฉีกกฏธรรมชาติ พัฒนาดีเอ็นเอรูปแบบใหม่ ให้มีรหัสเบส 12 ตัวอักษร จากเดิมในธรรมชาติที่มี 4 ตัวอักษร หวังใช้ประโยชน์ในการวินิจฉัยโรคติดเชื้อไวรัส และพัฒนางานวิจัยด้านจีโนมิกส์ ทั้งยังอาจช่วยไขปริศนากำเนิดชีวิตแรกบนโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อนได้ด้วย

     ดร.สตีเวน เบนเนอร์ นักวิทยาศาสตร์ สถาบันเพื่อการศึกษาวิวัฒนาการระดับโมเลกุลประยุกต์ (Foundation for Applied Molecular Evolution) และทีมวิจัย สร้างความตื่นเต้นแปลกใหม่ให้วงการวิทยาศาสตร์ ด้วยการสังเคราะห์ดีเอ็นเอรูปแบบใหม่ที่มีองค์ประกอบเป็นเบส 12 ชนิด แตกต่างจากดีเอ็นเอโดยธรรมชาติที่มีโครงสร้างประกอบด้วยเบส 4 ชนิด คือ A, T, C และ G ที่ค้นพบโดยเจมส์ วัตสัน (James Watson) และ ฟรานซิส คริก (Francis Crick) เมื่อปี 2496 ซึ่งอาจช่วยอธิบายกำเนิดชีวิตแรกบนโลกได้ และปูทางเข้าสู่ยุคการแพทย์เฉพาะบุคคลในอนาคต

     "มันอาจนำเราไปพบกับสิ่งที่เราไม่เคยรู้ไม่เคยเห็นมาก่อนก็ได้ แต่เรายังจะต้องศึกษาต่อไปอีก ในทุกๆ เหตุผลที่กฏของวัตสันและคริก ไม่สามารถใช้เทคโนโลยีทำสิ่งที่เป็นประโยชน์ ดังเช่นการขยายเกลียวคู่ขนานของดีเอ็นเอ หรือการวินิฉัยโรคที่มีประสิทธิภาพสูง เทียบเคียงกับการเกิดโรคในมนุษย์ ซึ่งสิ่งเหล่านี้มีคุณค่ามหาศาลมาก" ดร.เบนเนอร์ เผยในระหว่างการนำเสนอผลงานวิจัยในงานประชุมวิชาการนานาชาติ สมาคมเคมีอเมริกัน (American Chemical Society: ACS) เมื่อปลายเดือน มี.ค. ที่ผ่านมา ตามที่ระบุในไซน์เดลี

     นักวิจัยกล่าวต่อไปว่า กฏของการ จับคู่กันในสายดีเอ็นเอทำให้เป็นเรื่องยากที่นักวิจัยจะพัฒนาวิธีการตรวจวินิจฉัยเชิงซ้อนต่อโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัส ซึ่งจำเป็นต้องแยกเชื้อออกมาและตรวจหาดีเอ็นเอของไวรัสนั้นให้ได้ โดยวิธีแบบเดิมจะใช้ดีเอ็นเอทั่วไปเข้าไปจับกับชิ้นส่วนดีเอ็นเอแปลกปลอมและทำการติดฉลากไว้ แต่ดีเอ็นเอธรรมชาติที่ใส่เข้าไปนั้นมักจะไปจับกับดีเอ็นเอที่ไม่ใช่สาเหตุของโรค จึงทำให้ผลการทดสอบมีความสับสนหรือคลาดเคลื่อนได้

     ระบบดีเอ็นเอหรือสารพันธุกรรมเทียมที่เบนเนอร์สร้างขึ้นมานั้น ไม่ได้จำกัดอยู่ภายใต้กฏของวัตสันและคริก ดังนั้นจึงให้ผลการติดฉลากดีเอ็นเอที่ต้องการตรวจวิเคราะห์ได้แม่นยำ ซึ่งรหัสสมมติที่นำมาใช้ในดีเอ็นเอเทียมก็มีใช้ในเชิงพาณิชย์อยู่แล้ว และเทคนิคนี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการดูแลรักษาผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัส เช่น โรคไวรัสตับอักเสบ บี, ไวรัสตับอักเสบ ซี และผู้ติดเชื้อเอชไอวี ซึ่งในแต่ละปีมีผู้ป่วยติดเชื้อดังกล่าวมากกว่า 4 แสนคน ทั่วโลก

     ขณะที่ยาต้านเชื้อไวรัสดังกล่าวที่มีอยู่ในปัจจุบันนี้ก็มีประสิทธิภาพสูงมาก สามารถลดการเพิ่มจำนวนไวรัสในร่างกายของผู้ป่วยได้หรือกระทั่งทำให้หมดไป ทว่าอาจมีอยู่จุดหนึ่งที่ทำให้ไวรัสบางส่วนเกิดกลายพันธุ์และดื้อยา และกลับมาเพิ่มจำนวนมากขึ้นอีก ซึ่งในขณะนั้นผู้ป่วยก็ยังไม่แสดงอาการใดๆ ออกมา และไวรัสกลายพันธุ์ก็มักจะถูกตรวจพบหลังจากแพร่กระจายไปเยอะแล้ว

     ทว่าหากใช้เทคนิคตรวจหาไวรัสด้วยระบบดีเอ็นเอเทียม 12 ตัวอักษร สามารถตรวจพบไวรัสกลายพันธุ์ได้ก่อน ซึ่งทำได้โดยการให้ยาต้านไวรัสแต่ผู้ป่วยนั้นๆ ตามปรกติ และเฝ้าติดตามผลอย่างใกล้ชิด จะสามารถตรวจเจอไวรัสกลายพันธุ์ได้ตั้งแต่ไวรัสเริ่มเกิดการดื้อยา และเมื่อถึงจุดหนึ่งที่ไวรัสเกิดกลายพันธุ์และเริ่มเพิ่มจำนวน ก็สามารถเปลี่ยนยาต้านไวรัสตัวใหม่ที่ดีกว่าเดิมให้ผู้ป่วยได้ ซึ่งไม่เร็วเกินไปและก็ไม่ช้าเกินไปด้วย

     เบนเนอร์กล่าวอีกว่าระบบดีเอ็นเอเทียมนี้จะกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในงานวิจัยด้นจีโนมิกส์ต่อไปอย่างแน่นอน และรหัสดีเอ็นเอเทียม 12 ตัวอักษร นั้นขณะนี้ถูกนำไปใช้ในงานวิจัยที่สถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ (National Human Genome Research Institute) เป็นที่เรียบร้อยแล้ว เพื่อประโยชน์ทางการแพทย์

     นอกจากนั้นดีเอ็นเอเทียมดังกล่าวยังอาจช่วยไขปริศนากำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกเมื่อเกือบ 4,000 ล้านปีที่แล้ว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่ามันเริ่มต้นขึ้นเมื่ออาร์เอ็นเอ (RNA) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ใกล้ชิดสนิทสนมกับดีเอ็นเอ เริ่มมีพฤติกรรมคล้ายกับระบบที่มีชีวิต

     "นักวิทยาศาสตร์มีแนวคิดกันว่าชีวิตเกิดขึ้นบนโลกเนื่องจากโมเลกุลของอาร์เอ็นเอหลายโมเลกุลมารวมตัวกันแบบสุ่มและโดยธรรมชาติในของเหลวที่มีลักษณะเป็นพรีไบโอติก (prebiotic) หลังจากนั้นพวกมันก็ค้นพบว่าสามารถจำลองตัวเองได้ แต่ก็พบว่ามีข้อบกพร่องบางประการ และมีการปรับปรุงสำเนารุ่นต่อๆ มา จนได้สำเนารูปแบบหนึ่งที่ดีที่สุดในการเก็บข้อมูลสำหรับถ่ายทอดสู่รุ่นต่อไป และมีวิวัฒนาการเรื่อยมา" เบนเนอร์ อธิบาย

     ทั้งนี้ เป้าหมายสูงสุดของเบนเนอร์คือสังเคราะห์สิ่งที่มีรูปแบบคล้ายสิ่งมีชีวิตขึ้นได้ในห้องแล็บ ซึ่งระบบพันธุกรรม 12 ตัวอักษร ที่เขาพัฒนาขึ้นนั้นมีความสามารถใกล้เคียงกับพฤติกรรมที่เป็นนิยามของสิ่งมีชีวิต คือ เพิ่มจำนวนได้ เจริญเติบโตได้ และตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมได้ ซึ่งได้มีการปรับแต่งยีนมาตลอดการวิวัฒนาการหลายพันล้านปีที่ผ่านมา

     อย่างไรก็ดี โมเลกุลดีเอ็นเอเทียมของเบนเนอร์ยังไม่ค่อยสเถียรเท่าใดนัก ซึ่งเขายังต้องศึกษาระบบการพัฒนาของดีเอ็นเอ 12 รหัสนี้ต่อไปอีก เพื่อสร้างดีเอ็นเอรูปแบบใหม่ให้สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น