ถอดจีโนมสัตว์ถุงหน้าท้องครั้งแรก !! “โอพอสซัม” ดีเอ็นเอคล้ายคน

เนเจอร์/บีบีซีนิวส์/เอเยนซี/เอพี – นักวิทยาศาสตร์สามารถถอดรหัสพันธุกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดมีถุงหน้าท้องได้เป็นครั้งแรก พบดีเอ็นเอใกล้เคียงกับของคนมาก อีกทั้งยังพบยีนก่อมะเร็งผิวหนัง และที่น่าฉงนไม่น้อยเลยก็คือ เจ้าสัตว์ที่ว่านี้สามารถสร้างเซลล์ประสาทไขสันหลังขึ้นมาใหม่ได้ เมื่อถูกทำลายในตอนแรก

“โอพอสซัม” (Opossum) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมคล้ายหนู แต่มีถุงหน้าท้องเหมือนจิงโจ้ เป็นหนึ่งในสัตว์ทดลองทางการแพทย์ที่มักใช้ศึกษาหาสาเหตุการเกิดโรคในคน เช่น โรคมะเร็ง ความผิดปกติของระบบประสาท ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์สามารถถอดรหัสดีเอ็นเอของโอพอสซัมได้ทั้งหมด ถือเป็นครั้งแรกของการถอดรหัสพันธุกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดที่มีกระเป๋าหน้าท้องเช่นเดียวกับจิงโจ้และโคอาล่าได้

การถอดรหัสพันธุกรรมครั้งสำคัญนี้เป็นประโยชน์กับวงการแพทย์เป็นอย่างมาก เนื่องจากพบว่าโอพอสซัมมียีนประมาณ 18,000-20,000 ยีน ที่สามารถถอดรหัสออกมาเป็นโปรตีนได้ ซึ่งเป็นจำนวนที่ใกล้เคียงกับยีนของคน ที่สำคัญพบว่ามีบางยีนของโอพอสซัมมีส่วนสัมพันธ์กับยีนที่เกี่ยวข้องกับระบบภูมิคุ้มกันในคน รวมถึงยีนที่เกี่ยวข้องกับประสาทสัมผัสทางร่างกาย และกระบวนการขับสารพิษ

นอกจากนี้ยังพบว่ายีนในคนประมาณ 20% เป็นยีนที่เกิดการเปลี่ยนแปลงหลังจากมีการแยกสายวิวัฒนาการออกจากกันระหว่างคนกับโอพอสซัมเมื่อ 180 ล้านปีก่อน

“เจ้าโอพอสซัมนี้อัศจรรย์ยิ่งนักเมื่อเปรียบเทียบกับพันธุกรรมของคน” อีริค แลนเดอร์ (Eric Lander) ผู้อำนวยการสถาบันบรอด (Broad Institute) ในแคมบริดจ์ (Cambridge), แมสซาชูเซ็ท (Massachusetts) และเป็นผู้สนับสนุนการศึกษาในเรื่องนี้ ซึ่งเสร็จสิ้นอย่างสมบูรณ์ด้วยความร่วมมือของสมาคมนักวิชาการทั้งจากสหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย สหราชอาณาจักร และแคนาดา

มาริลิน เรนฟรี (Marilyn Renfree) รองผู้อำนวยการศูนย์ความเป็นเลิศด้านพันธุกรรมจิงโจ้ สภาวิจัยแห่งชาติออสเตรเลีย (Australian Research Council's (ARC) Centre of Excellence for Kangaroo Genomics) กล่าวว่า การศึกษาลำดับพันธุกรรมของสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้องจำพวกนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นประโยชน์ต่อการอ้างอิงเปรียบเทียบกับวิวัฒนาการของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ โดยสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีกระเป๋าหน้าท้อง (Marsupials mammals) และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีสายรก (Placental mammals) ซึ่งมนุษย์ก็เป็นหนึ่งในนี้

นักวิทยาศาสตร์พบว่าโอพอสซัมมียีนที่สร้าง ที-เซลล์ รีเซพเตอร์ (T-cell receptor) โปรตีนสำคัญของระบบภูมิคุ้มกัน ที่มีโครงสร้างแปลกใหม่ และไม่พบในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแบบมีสายรก นอกจากนี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีสายรกและวิวัฒนาการจนมาถึงยุคปัจจุบัน มีดีเอ็นเอในยีนอยู่หลายส่วนที่ไม่มีการถอดรหัสเพื่อสร้างโปรตีน และมีจำนวนมากกว่าพวกที่ถอดรหัสไปสร้างเป็นโปรตีนเสียอีก ฉะนั้นสิ่งนี้น่าจะมีส่วนสำคัญและมีผลต่อยีนที่ทำหน้าที่สร้างโปรตีน

“เราพบว่ายีนเกี่ยวกับระบบภูมิคุ้มกันของคนประมาณ 1,500 ยีน ซึ่งในโอพอสซัมก็มีจำนวนใกล้เคียงกัน” แคทเธอรีน บีลอฟ (Katherine Belov) มหาวิทยาลัยซิดนีย์ (University of Sydney) ประเทศออสเตรเลีย ให้ข้อมูล ซึ่งเธอยังบอกอีกด้วยว่า ผลการศึกษาในเรื่องนี้แสดงให้เห็นว่า ระบบภูมิคุ้มกันที่ซับซ้อนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านี้มีมาตั้งแต่ก่อนที่ทั้ง 2 ชนิดจะแยกสายวิวัฒนาการกันเสียอีก

การค้นพบนี้บ่งชี้ว่า สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีวิวัฒนาการในการสร้างโปรตีนชนิดใหม่ค่อนข้างน้อย ทั้งนี้ แลนเดอร์ กล่าวว่า การควบคุมในลักษณะนี้น่าจะเป็นผลมาจากยีนกระโดด (Jumping genes) ที่มีการเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งต่างๆบนโครโมโซม รวมทั้งส่วนที่เคยเป็นดีเอ็นเอที่ไม่สร้างโปรตีน (Junk DNA) เพราะการศึกษาพบว่า มีการจำลองตัวเองของยีนกระโดดมากกว่า แทนที่จะมีการวิวัฒนาการเป็นยีนใหม่ๆแพร่กระจายทั่วไปทั้งโครโมโซม

"โอพอสซัม" มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า โมโนเดลฟิส โดเมสทิกา (Monodelphis domestica) มีสีเทา หางสั้น อาศัยอยู่บนต้นไม้ เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีกระเป๋าหน้าท้อง (Marsupials mammals) แต่มีลักษณะคล้ายคลึงกับสัตว์แทะจำพวกหนูมากกว่าจะเป็นจิงโจ้หรือโคอาล่าที่มีกระเป๋าหน้าท้องเช่นเดียวกัน โอพอสซัมนี้เป็นหนึ่งใน 60 สปีชีส์ (species) ที่มีอยู่ในอเมริกาใต้ มักใช้ชีวิตอยู่เพียงลำพัง พบมากในเขตป่าฝน แถบประเทศโบลิเวีย บราซิล และปารากวัย มีอายุการตั้งครรภ์เพียงแค่ 14 วันเท่านั้น และลูกเล็กตัวน้อยจะอาศัยและเติบโตอยู่ภายในถุงหน้าท้องของแม่โอพอสซัม

เพราะเหตุที่เจ้าโอพอสซัมหางสั้นสีเทานี้มีจำนวนยีนที่สร้างโปรตีนใกล้เคียงกับในคนนั่นเอง และยังมียีนสร้างโปรตีนที่คนเราไม่มีอีกด้วย จึงเป็นสัตว์ตัวอย่างในการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับโรคที่เกิดขึ้นในมนุษย์ ชีววิทยาของการเจริญเติบโต และพันธุศาสตร์ของภูมิคุ้มกัน ซึ่งลูกโอพอสซัมที่เพิ่งเกิดใหม่นั้นสร้างความทึ่งแก่นักวิจัยอย่างมาก ในกรณีที่พวกมันเกิดอาการบาดเจ็บหรือเกิดความเสียหายขึ้นกับเนื้อเยื่อประสาทบริเวณไขสันหลัง พวกมันยังสามารถสร้างเนื้อเยื่อไขสันหลังขึ้นมาใหม่และใช้การได้ตามปกติราวกับไม่ได้รับบาดเจ็บมาก่อน

เจนนิเฟอร์ เกรฟส์ (Jennifer Graves) ผู้อำนวยการศูนย์ความเป็นเลิศด้านพันธุกรรมจิงโจ้ และเป็นหนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า การศึกษาทำความเข้าใจกับชีววิทยาโมเลกุล (molecular biology) ที่มีความซับซ้อนอย่างเช่นในกรณีนี้ เป็นความหวังที่จะนำไปสู่การวิจัยพัฒนาการรักษาอาการบาดเจ็บที่ไขสันหลังของมนุษย์ได้ และนอกจากนั้น เอ็ม. โดเมสทิกา (M. domestica) ยังเป็นสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวที่มีความใกล้เคียงกับคน เมื่อพบว่ามีการพัฒนาไปเป็นมะเร็งผิวหนังได้เมื่อถูกรังสีอัลตราไวโอเลตบ่อยครั้งและเป็นเวลานาน ซึ่งการค้นพบยีนที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งจะนำไปสู่ความก้าวหน้าทางการแพทย์ในการต่อสู้กับโรคร้ายที่เกิดกับคนได้ในอนาคต