GMO

1. GMO บทความที่จะกล่าวต่อไปนี้จะเกี่ยวกับ Bio-technology ทั้งหมดที่เกี่ยวกับ GMO (พันธุวิศวกรรมศาสตร์ ) เราจะแนะนำท่านสู่เทคโนโลยีอันนี้ พร้อมกับบรรยายถึงผลดี ผลเสีย และ ปัญหาที่กำลังเกิดขึ้นในปัจจุบัน (ไม่เน้นเฉพาะประเทศไทย)

2. รายชื่อสมาชิกในกลุ่ม • นางสาว ชะยุดาพร ประเสริฐ 4881107003 • นางสาว ปวีณา เหลือทรัพย์ 4881107033 • นางสาว อนันธิกา ชาติขยัน 4881107043 • นางสาว อรวรรณ หอมดอก 4881107063 • การศึกษาปฐมวัย

3. GMO คืออะไร • จีเอ็มโอ (GMO) เป็นคำย่อมาจาก Genetically Modified Organisms ซึ่งใช้เรียก กลุ่มสิ่งมีชีวิต (organism) ที่ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรม (genetic make up)ในห้องทดลอง วิธีการในการตัดต่อดีเอ็นเอเรียกว่า Recombinant DNA technology ซึ่งสามารถใช้ในการตัดหรือต่อ ดีเอ็นเอระหว่างสิ่งมีชีวิตจำพวกเดียวกัน หรือระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างจำพวกก็ได้ Recombinant DNA technology เริ่มต้นด้วยการค้นพบ restriction enzyme ซึ่งก็คือ เอ็นไซม์ที่สามารถตัด ดีเอ็นเอเฉพาะที่

4. Gene transfer technology • หลังจากที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการแลกเปลี่ยนยีนระหว่างสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ขั้นต่อไปก็คือหาวิธีที่จะทำให้เกิดขึ้นได้ในห้องทดลองซึ่งก็จะอาศัยเอ็นไซม์ต่างๆ ทีมีอยู่ในธรรมชาติ เมื่อสามารถที่จะตัดหรือต่อดีเอ็นเอได้ตามใจโดยอาศัย restriction enzyme ดังที่กล่าวไปแล้วนั้น ขั้นต่อไปในการใช้ประโยชน์ของเทคโนโลยีเหล่านี้ก็คือ การใส่ transgene ที่ทำในหลอดทดลองเข้าไปในสิ่งมีชีวิตที่เราศึกษาอยู่โดยอาศัย gene transfer technologies ซึ่งก็คือวิธีการต่าง ๆ ที่ใช้ในการใส่ ดีเอ็นเอที่เราทำการเปลี่ยนแปลง (trangene) เข้าไปในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในปัจจุบันนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นวิธีการหลายวิธีขึ้นมา แต่ในที่นี้จะขอเล่าเพียงคร่าว ๆ ก่อน

5. machine gun • ฟังชี่อแล้วก็สามารถเดาได้ ว่าวิธีนี้ ใช้ปืน หากแต่ปืนที่ใช้จะอาศัยแรงลมในการผลักดันกระสุน และ กระสุนในที่นี้ก็ไม่ใช่ลูกตะกั่วที่เราคุ้น หากเป็น ทองก้อนเล็กมาก ๆ ที่เคลือบด้วยดีเอ็นเอที่เราต้องการจะใส่ไปในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ โดยมากวิธีนี้จะใช้กับพืช

6. microinjection • อีกแล้ว เมื่อฟังดูก็จะนึกถึงเข็มฉีดยาหากแต่ต้องเป็นเข็มที่เล็กมาก ในวิธีนี้ดีเอ็นเอจะถูกฉีดเข้าไปในนิวเคลียสโดยตรง ส่วนมากจะใช้กับสัตว์ วิธีนี้ก็เป็นวิธีที่ใช้ใน in vitro fertilization หรือการผสมเทียม (in vitro หมายถึงเกิดขึ้นภายนอก สิ่งมีชีวิต ส่วน in vivo หมายถึงเกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิต)

7. lipofection • ในวิธีนี้ ดีเอ็นเอที่ถูกเคลือบ (encapsulate) ด้วยไขมัน จะใส่ไปในหลอดทดลองที่มีเซลล์อยู่ ดีเอ็นเอจะเข้าไปในเซลล์ได้ เพราะ ไขมันที่เคลือบดีเอ็นเอนั้น จะ รวมตัว (fuse) กับ เซลล์เมมเบรน (ซึ่งประกอบไปด้วยไขมันเป็นส่วนมาก)

8. electroporation • เป็นวิธีที่อาศัยไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านเซลล์ รูในเยื่อหุ้มเซลล์จะเปิดกว้างขึ้น เพราะฉะนั้น ดีเอ็นเอที่อยู่ภายนอกเซลล์ใน หลอดทดลองจะสามารถเข้าไปได้ วิธีนี้จะใช้กับแบคทีเรียเป็นส่วนมาก

9. heat shock • เมื่ออุณหภูมิของเซลล์เปลี่ยนอย่างรวดเร็ว จะ ทำให้รูในเยื่อหุ้มมีขนาดต่างกันไปด้วย ดีเอ็นเอจะสามารถเข้าไปได้ คล้าย ๆ กับ วิธี electroporation

10. Agrobacterium transformation • วิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้ในการใส่ดีเอ็นเอเข้าไปในต้นไม้ โดยอาศัยแบคทีเรียที่มีชื่อว่า Agrobacterium ซึ่งเป็นวิธีที่เกิดขึ้นโดยทั่วไปในธรรมชาติ หากแต่ก่อนหน้าที่จะใช้ วิธีนี้ นักวิยาศาสตร์จะต้อง ใช้วิธีอื่นเพื่อที่จะใส่ transgene เข้าไปใน Agrobacterium เสียก่อน Agrobacterium transformation นี้เป็นวิธีที่ใช้อย่างแพร่ หลายในการ ทำ transgenic ต้นไม้

11. ในวิธีการที่กล่าวมานี้ไม่มีวิธีไหนที่ได้ผล 100 เปอร์เซ็นต์ จะต้องมีการทดสอบโดยวิธีต่าง ๆ เพื่อที่จะรู้แน่ว่า transgene ได้เข้าไป ในสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ แล้วหรือยัง โดยทั่วไป ในการออกแบบ trangene แต่ละครั้งนักวิทยาศาสตร์ จะ เพิ่มดีเอ็นเอบางส่วนที่ไม่เกียวข้องกับยีนที่ศึกษาอยู่ หากแต่เพิ่มเข้าไปเพื่อใช้เป็น marker ซึ่งเป็นเหมือนกับธง ที่บอกให้เห็นถึงความแตกต่าง ที่สามารถทดสอบได้ ง่าย ๆ ว่า สิ่งมีชีวิตอันไหนที่เมื่อ ผ่าน gene transfer แล้วอาจจะมี transgene อยู่ Marker ทีใช้กันอย่างแพร่หลาย ก็คือ antibiotic resistance gene (antibiotic หรือ สารปฏิชีวนะเป็นสารเคมีที่แบคทีเรียสร้างขึ้นมา เพื่อยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ ) ซึ่งก็คือ ยีนที่สร้างโปรตีนขึ้นมาเพื่อทำลาย antibiotic หรือปกป้องสิ่งมีชีวิตนั้น ๆ จากผลของ antibiotic ยกตัวอย่างเช่น antibiotic ที่ชื่อ Kanamycin จะยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียโดยทั่วไป แต่ไม่สามารถยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียที่มี Kanamycin resistance gene

12. ข้อดี และ ตัวอย่างจีเอ็มโอ • เทคโนโลยีในการตัดต่อดีเอ็นเอ ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด มานานแล้ว ในปัจจุบันนี้ พืชผักผลไม้ที่เราบริโภคอยู่ทุกวัน โดยส่วนมากได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมมาแล้ว อาจจะโดยการปรับปรุงพันธุ์ (breeding program) ซึ่งถ้าพูดกันไปตามหลักวิทยาศาสตร์แล้ว การปรับปรุงหรือคัดเลือกพันธุ์ซึ่งก็คือการที่เราผสมพืชต่างๆ พันธุ์แล้วคัดเลือกเฉพาะต้นที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ หรืออีกนัยหนึ่งก็คือการที่เราเลือกต้นพึช ที่มียีนที่ควบคุมลักษณะที่เราต้องการ การถ่ายยีนนี้เป็นไปโดยธรรมชาติ ในกระบวนการที่ ละอองเรณูนำดีเอ็นเอจากต้นพ่อไปสู่ไข่ซึ่งมีดีเอ็นเอในต้นแม่ และในกระบวนการการสร้างลูก ๆ นี้ homologous recombination จะเกิดขึ้นระหว่างดีเอ็นเอจากพ่อและดีเอ็นเอจากแม่ ทำให้ได้ลูกที่มีดีเอ็นเอบางส่วน (หรือบางยีน) จากพ่อและบางส่วนจากแม่GMO ต่างกับกระบวนการปรับปรุงพันธุ์แบบที่เราคุ้นเคยตรงที่ว่า นักวิทยาศาสตร์รู้แน่นอนว่า จะเพิ่มหรือลดยีนตัวไหน เพื่อที่จะทำให้ต้นพืชหรือสัตว์มีคุณสมบัติดังที่ต้องการ GMO ที่จะกล่าวถึงนี้ เป็นเพียงส่วนน้อย หากแต่เป็นสิ่งที่มีการพูดถึงมาก

13. ต้นไม้สารพัดนึก • Bt toxin เป็นสารเคมีที่ปล่อยออกมาจาก แบคทีเรียที่อยู่ในดินชื่อ Bacillus Thuringiensis ตามธรรมชาติ สารเคมีนี้สามารถยับยั้ง การเติบโตของแมลงศัตรูพืชได้หลายชนิด โดยการจับตัวและทำลายช่องท้องของแมลง Bt toxin นี้ได้มีการผลิตและใช้เป็นสารป้องกันแมลงศัตรูพืชมานานแล้ว หากยังเป็นสารเคมีที่อนุญาตให้ใช้ได้ใน Organic garden (การปลูกพืชปลอดสารพิษ นิยมกันมากที่ต่างประเทศ พืชผักพวกนี้จะมีราคาแพงกว่าธรรมดา) ด้วยความที่ว่า สามารฆ่าแมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพหากไม่มีผลกระทบต่อมนุษย์ และด้วยความช่างคิดของนักวิยาศาสตร์ ประจวบกับความพร้อมในเทคโนโลยี ได้มีการใส่ยีนที่ผลิต BT toxin เข้าไปในต้นไม้หลายชนิด เช่นต้น มะเขือ ข้าวโพด มันฝรั่ง เมื่อมี่ยีนนี้แล้ว พืชก็สามารถที่จะผลิต สารเคมีนี้ (โดยอาศัยข้อมูลที่บันทึกอยู่ในดีเอ็นเอส่วนที่ใส่เข้าไป) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถป้องกันต้นพืชจากแมลงศัตรูต่าง ๆ และ ลดการใช้สารเคมีลงไปได้อย่างมาก

14. พืชที่ปลูกได้ในถิ่นทุรกันดารพืชที่ปลูกได้ในถิ่นทุรกันดาร • เช่นข้าวที่สามารถทนแล้งได้นานๆ เหมาะสำหรับปลูกใน Sub-Saharan Africa หรือข้าวที่สามารถทนน้ำท่วมใด้เป็นระยะเวลานานๆ พร้อมกันนี้ยังได้มีการค้นคว้าข้าว ที่สามารถปลูก ได้ในดินเค็ม หรือ ข้าวที่สามารถปลูกได้ใน ดินที่มีความหนาแน่นของอลูมิเนียมสูง

15. ปลาแซลมอนยักษ์ • ที่เลือกคุยปลาแซลมอนนี้ก็เพราะว่า อยากจะให้เห็นถึงความแพร่หลาย ของการใช้ เทคโนโลยีของการตัดต่อยีน (DNA recombinant technology) และจีเอ็มโอโดยทั่วไปทั้งในพืช และสัตว์ เจ้าปลาแซลมอนยักษ์เนี่ย ก็ตัวโตกว่าปกติ เพราะว่านักวิทยาศาสร์ไดใส่ดีเอ็นเอ ที่สร้างโปรตีน ที่ทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนกระตุ้นการเติบโต ของไอ้เจ้าปลาน้อยนี้เข้าไป จะว่ากันไปอย่างคร่าว ๆ ก็คือ ปลาแซลมอนเป็นปลาที่นิยมบริโภคกันมากในต่างประเทศ โดยเฉพาะถ้าเกิดว่าจะย่างปลาเนี่ย พวกผมทองทั้งหลายก็จะไม่ต้องคิดกันไปถึงปลาอื่นเลยแหละ ข่าวล่าสุดจากหนังสือ Nature ประจำเดือนกรกฎาคมปีนี้ ก็คือมีบริษัทหนึ่งในประเทศสหรัฐอเมริกากำลังพยายามอย่างเต็มที่ ที่จะขออนุญาติทำการผลิตและจำหน่ายปลา Atlantic แซลมอน (Salmon salar) ที่มียีนควบคุมการผลิตฮอร์โมนที่ได้มาจากปลา Pacific chinook แซลมอน (Oncorhynchus tshawytscha) ซึ่งไอ้เจ้ายีนนี้ก็ขอรำลึกกันหน่อยว่าก็คือส่วนของดีเอ็นเอ ในที่นี้ก็บรรจุข้อมูลเกียวกับการสร้างฮอร์โมนที่สำคัญ กับการเจริญเติบโตในปลา และเจ้าดีเอ็นเอที่ใส่ใน Pacific salmon นั้นก็ได้นำไปต่อกับดีเอ็นเออีกส่วนหนึ่งที่เรียกว่า promoter ซึ่งมีส่วนสำคัญในการเริ่ม และเร่งกระบวนการ transcription (สร้างอาร์เอ็นเอ จาก ดีเอ็นเอ) เพราะฉะนั้น เจ้า pacific salmon ก็จะสามารถอาศัยข้อมูลในดีเอ็นเอที่ได้รับ (transgene) มาผลิตฮอร์โมนในปริมาณที่มากขึ้นกว่าปกติ ทำให้มีการเจริญเติบโตที่รวดเร็วและมีขนาดใหญ่ขึ้นกว่าปลาที่ไม่มียีนที่เพิ่มขี้นมานี้ (สามารถใหญ่ขึ้นได้ถึงประมาณ 13 เท่า!!)

16. ข้าวสีทอง • อีกในไม่นานหากมีการยอมรับ ผลิตภันท์ จีเอ็มโอมากขึ้น ข้าวที่เราทานอาจะเปลี่ยนแปลงไป่ไม่ขาวจ๋องอย่างที่เราคุ้น ๆ กัน ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ไม่ใช่เพราะอะไร นอกเสียจากนักวิยาศาสตร์หัวใสได้คิดขึ้นมาว่า ในเมื่อมีคนบริโภคข้าวมากมายในโลกนี้โดยเฉพาะประเทศในโลกที่ 3 และเพราะด้วยความที่ไม่ค่อยจะมีอะไรจะบริโภค นอกเหนือจากข้าวนี่แหละทำให้คนที่ชอบกินข้าวเหล่านี้ เป็นโรคขาดสารอาหารกันไปเป็นแถว ๆ เพราะฉะนั้น เราก็ทำไมไม่ใส่สารอาหารเข้าไปข้างในเสียเลย โดยอาศัยเทคนิคทาง Genetic engineering ใน ปี 2542 Inko Potrykus (คนบนปก Time magazine July 31, 2000) และคนใช้แรงงานทั้งหลายในห้องทดลองที่ประเทศเยอรมนี ก็สามารถสร้างข้าวสีทอง ขึ้นมาได้เป็นรายแรกของโลก ข้าวพันธุ์นี้ดียังไง มันก็ดีตรงที่ในเมล็ดข้าว นอกจากมีสารอาหารคาร์โบไฮเดรตและอื่นๆ ที่มีอยู่ในข้าวโดยทั่วไปแล้วยังมีวิตามินเอเพิ่มเข้ามาด้วย และเพราะข้าวนี้สามารถสร้างวิตามินเอได้ มันจีงมีสีเหลืองสวยเหมือนทองเพราะว่าในกระบวนการที่สร้างวิตามินเอนี้ต้นข้าวต้องสร้าง beta carotene (มีสีเหลือง) ขึ้นมาก่อน ด้วย Recombinant DNA technology(การตัดต่อยีน)ยีนทั้งหลาย ที่ควบคุมหลายขั้นตอนในกระบวนการทางเคมีที่สร้าง beta carotene จากแบคทีเรีย Erwinia และ ต้น daffodils ก็ได้ถูกใส่เข้าไปในต้นข้าว

17. Round-up ยาฆ่าแมลงแบบฉลาด • Roundup เป็นชื่อของยาฆ่าหญ้า ที่บริษัท Monsanto ผลิตออกจำหน่าย มันมีประสิทธิภาพมาก จะถูกดูดซึมเข้าทางใบ และจะถูกลำเลียง ไปทุกส่วนรวมทั้งรากด้วย ประสิทธิภาพดีขนาดเหมาะ กับที่คนไทยเรียกได้ว่า "ฆ่าถอนรากถอนโคน" ยาฆ่าหญ้าชนิดนี้มีสารที่สำคัญคือ Glyphosate ซึ่งถูกค้นพบว่ามีผลฆ่าหญ้าอย่างไม่เลือกชนิดเมื่อปี 1970 โดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อ Ernest Kaworski ซึ่งทำงานอยู่ที่ Monsanto และในปี 1972 เขาก็ได้ค้นพบว่าปฏิกิริยาหลักของสารนี้ ก็คือป้องกันการทำงานของเอ็นไซม์ enolpyruvylshikimate phosphate synthase (EPSP)ที่ทำหน้าที่ผลิต chorismate ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการผลิต amino acid ที่ชื่อว่า phenylalanine, tyrosine, and trytophan (amino acid คือส่วนประกอบที่สำคัญในการสร้างโปรตีน มีทั้งหมด 20 ชนิด) สัตว์จะมีวิธีการอื่นที่จะสร้าง amino acid เพราะฉะนั้น Roundup จึงไม่เป็นอันตรายต่อเรา หลังจากฆ่าหญ้าแล้ว Glyphosate จะย่อยสลายกลายเป็น คาร์บอนไดออกไซด์และกรด phosphonic ซึ่งเป็นสารที่ไม่อันตรายแต่อย่างใด รูปด้านล่างแสดงต้นคาโนลา (ใช้ทำน้ำมัน) รอบล้อมด้วยวัชพืชทั้งหลาย ก่อนฉีดด้านซ้ายและหลังฉีดด้วย Roundup ด้านล่าง

18. ข้อเสียและปัญหา • ปัญหาที่เผชิญขอกล่าวถึงปัญหาที่มีอยู่และที่อาจจะพบ การทดลองต่างๆเพื่อหาคำตอบของปัญหานั้น ยังไม่ได้ผลแน่ชัด หรือไม่ก็ยังไม่มีการทดลองเรื่องนั้น ส่วนปัญหาด้านมนุษยธรรมที่ร้ายแรงนั้นก็ยังเป็นเพียงแค่การคาดเดา เท่านั้น ผู้เขียนจึงขอใช้คำว่า "อาจจะ"

19. ปัญหาที่เผชิญ • อาจจะมีอันตรายโดยตรง • อาจจะไม่คุ้มทุน • (อาจจะ)มีบริษัทยักษ์ใหญ่เป็นเจ้าของไม่กี่บริษัท (มีการคว้าจากภาครัฐเช่นกัน) • อาจจะเป็นอันตรายกับสายพันธุ์ธรรมชาติ

20. วิทยศาสตร์ ไม่สามารถให้คำตอบได้ • การทดลองไม่สามารถทำซ้ำได้ • มีองค์ประกอบหลายอย่าง ในชีวิตจริง • การทดลองเพื่อให้ได้ผลแน่นอนนั้น ช้า ไม่ทันใจภาคธุรกิจ • การทดลองเล็กๆ แต่หากได้ผลชัด จะได้รับความสนใจมาก • ผลกระทบต่อธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม ใช้เวลานานกว่าจะรู้ • เราไม่รู้ว่าเราไม่รู้ • ตัววิทยาศาสตร์เองไม่ได้รับความเชื่อถือ

21. สรุป • เกษรตรกรรมในภายภาคหน้า ต้องให้ผลตอบแทนที่มากกว่าเดิม และจะต้องเป็นพิษเป็นภัยน้อยกว่าเดิม ผู้เขียนเชื่อว่า GMO เป็นทางออกแก่เกษตรกรผู้ยากจนในตอนนี้ แต่ทั้งผู้สนับสนุนและผู้คัดค้านทั้งสองฝ่าย กำลังสาดโคลนใส่กัน เหมือนข่าวที่ออกมามากในช่วงที่ผ่านมา เราต้องหาทางเจรจากันด้วยเหตผล และจะต้องมีความร่วมมือระหว่างประเทศ เราต้องให้ความสำคัญกับทุกๆฝ่าย และขอย้ำอีกทีว่าอยากจะให้คิดถึงคนอื่น ที่ด้อยโอกาสกว่าเรา ที่ไม่มีสิทธิได้ออกความคิดเห็นในหัวข้อเรื่องนี้ หากแต่อาจเป็นพวกที่จะได้รับประโยชน์มากที่สุด จากจีเอ็มโอ หากแต่การทดลองที่รัดกุมรอบคอบเพื่อที่จะป้องกันการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชิตต่าง ๆ ในธรรมชาติก็ต้องมีการดำเนินงานควบคู่กันไป ด้วยความร่วมมือที่ดีจากทุกฝ่าย