"สิ่งมีชีวิตออกแบบได้" เจ้าพ่อจีโนมโปรเจคสร้างดีเอ็นเอเทียมสยบ "เชื้อร้าย"

เอเอฟพี/นิวยอร์กไทม์/เนเจอร์/ไซน์ - เจ้าพ่อโครงการถอดรหัสพันธุกรรมมนุษย์ "เครก เวนเทอร์" มีเรื่องให้ฮือฮากันอีกแล้ว เมื่อล่าสุดประกาศความสำเร็จจากการสร้าง "ดีเอ็นเอสังเคราะห์" และตามมาด้วยการออกแบบ "เชื้อร้าย" จนได้ชีวิตใหม่ที่ไร้พิษภัย หวังเดินหน้าสร้างสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ด้วยวิทยาการที่ล้ำยิ่งกว่าโคลนนิงหรือจีเอ็มโอเพื่อประโยชน์ต่อมวลมนุษย์

สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ (synthetic life) เกิดขึ้นแล้วในห้องแล็บของ "เครก เวนเทอร์" (Craig Venter) ผู้ริเริ่มโครงการถอดรหัสพันธุกรรมมนุษย์จนสำเร็จ และตอกย้ำความสามารถอีกครั้ง ด้วยการสังเคราะห์สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขึ้นในห้องปฏิบัติการ

เบื้องต้นทีมงานของเขา "สร้าง" แบคทีเรียก่อโรคในคน ให้เกิดใหม่อย่างไร้พิษสงได้ ก้าวต่อไปอาจสร้างสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่สลับซับซ้อนยิ่งขึ้น หรือออกแบบสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ได้ตามต้องการก่อนสร้างขึ้นมาเป็นตัวเป็นตน และได้รายงานความสำเร็จครั้งนี้ในวารสารไซน์ (Science)

เวนเทอร์ เปิดเผยว่า เขาและทีมวิจัยในสถาบันเจ เครก เวนเทอร์ (J.Craig Venter Institute) สังเคราะห์แบคทีเรีย "ไมโคพลาสมา เจนิทาเลียม" (Mycoplasma genitalium) ได้แล้วในห้องปฏิบัติการโดยการสังเคราะห์สารพันธุกรรมของแบคทีเรียชนิดนี้ขึ้นมาจากสารเคมีต่างๆ

แบคทีเรียชนิดนี้นับว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความซับซ้อนของพันธุกรรมน้อยที่สุด คือมียีนประมาณ 580 ยีน ประกอบด้วยรหัสพันธุกรรมไม่ถึง 600,000 รหัส และมียีนที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตราว 300 กว่ายีน

"เรากำลังก้าวจากการอ่านรหัสพันธุกรรมได้ไปสู่การเขียนมันขึ้นมา ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถทำสิ่งที่เคยเป็นเพียงสมมติฐานให้เป็นจริงได้และไม่เคยมีใครทำได้มาก่อน" เวนเทอร์กล่าว

โครงการนี้ริเริ่มมาตั้งแต่ปลายปี 2545 และหมดเงินวิจัยไปหลายล้านบาทเลยทีเดียวกว่าจะสำเร็จ โดยเมื่อปี 2549 ทีมของเวนเทอร์สามารถถอดรหัสจีโนมทั้งหมดของ ไมโคพลาสมา เจนิทาเลียม ได้สำเร็จและทำสำเนาของจีโนมทั้งหมดขึ้นมาได้

และอีกหนึ่งปีให้หลังเขาสามารถสังเคราะห์จีโนมของแบคทีเรียดังกล่าวขึ้นมาเองได้โดยใช้สารเคมีมาสร้างเป็นรหัสดีเอ็นเอที่มีเบส A, C, G และ T จากนั้นทำให้แต่ละรหัสมาเรียงต่อกันเป็นสายดีเอ็นเอที่ยาวประมาณ 5,000 - 7,000 เบส ได้ทั้งสิ้น 101 สาย

ในสายดีเอ็นเอทั้งหมดนี้จะมีบางสายที่ถูกแทรกไว้ด้วยลำดับเบสซึ่งนักวิจัยเรียกว่า "วอเตอร์มาร์ก" (watermark) จากนั้นสายดีเอ็นเอทั้งหมดถูกนำไปใส่ในเซลล์แบคทีเรีย อี.โคไล (E. coli) เพื่อให้กลไกในเซลล์เชื่อมทั้ง 101 สายเข้าด้วยกัน ซึ่งในเซลล์ของ อี.โคไล ทั้ง 101 สายถูกเชื่อมต่อกันจนได้เป็นดีเอ็นเอสายยาวขึ้นจำนวน 4 สาย

ขั้นสุดท้ายนักวิจัยย้ายชิ้นส่วนจีโนมทั้ง 4 สาย จากเซลล์ อี.โคไล มาใส่ในเซลล์ยีสต์และเกิดกระบวนการเชื่อมชิ้นส่วนจีโนมทั้งหมดเข้าด้วยกันจนกลายเป็นโครโมโซมของ ไมโคพลาสมา เจนิทาเลียม ที่สมบูรณ์แบบซึ่งประกอบได้ด้วยรหัสพันธุกรรมจำนวน 582,970 คู่เบสโดยมีวอเตอร์มาร์กแทรกอยู่ในจีโนม

แบคทีเรียนี้ยังเป็นสาเหตุของโรคท่อปัสสาวะอักเสบแบบหนองในเทียม ซึ่งวอเตอร์มาร์กที่ใส่เข้าไปในแบคทีเรียสังเคราะห์มีผลให้ ไมโคพลาสมา เจนิทาเลียม ที่เกิดจากการสังเคราะห์ไม่ทำให้ก่อให้เกิดโรคเหมือนที่มีอยู่ในธรรมชาติ และยังเป็นเครื่องหมายที่แยกแยะสปีชีส์นี้ออกจากกัน

เป้าหมายของทีมวิจัยที่สังเคราะห์สิ่งมีชีวิตขึ้นในห้องปฏิบัติการก็เพื่อพัฒนาเทคนิคการสร้างเซลล์ที่มีชีวิตขึ้นมาจากกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมีในห้องแล็บ และพัฒนาไปสู่การดัดแปลงหรือออกแบบสิ่งมีชีวิตใหม่ได้ตามต้องการและสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้ในทางการแพทย์ สิ่งแวดล้อม หรือในอุตสาหกรรม เช่น เป็นแบบศึกษาการก่อโรคของแบคทีเรีย เป็นแหล่งผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ใช้บำบัดสิ่งแวดล้อม หรือแก้ปัญหาภาวะโลกร้อน เป็นต้น

เวนเทอร์หวังต่อไปอีกว่าเขาต้องการจะสร้างเซลล์สิ่งมีชีวิตโดยให้มียีนลดน้อยลงเรื่อยๆ เพื่อหาคำตอบของคำถามที่จุดประกายไฟให้มีงานวิจัยนี้เมื่อ 10 ปีก่อนว่า ยีนชุดเล็กๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตแรกๆ คืออะไรกันแน่?

เสียงสะท้อนจากนักวิทยาศาสตร์และตัวแทนกลุ่มองค์กรต่างๆ

ไม่ต้องสงสัยเลยว่างานวิจัยครั้งนี้ของเวนเทอร์มีกระแสตอบรับว่าอย่างไรบ้าง ซึ่งการทดลองใดๆ ในทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวพันกับสิ่งมีชีวิตมักเกิดคำถามต่างๆ นานาตามมา ทั้งในแง่ของเทคโนโลยี ผลกระทบที่เกิดขึ้น และความถูกต้องเหมาะสมในด้านจริยธรรม ดังเช่นที่เคยเกิดขึ้นกับการโคลนนิง การดัดแปลงพันธุกรรม และการสร้างเซลล์ต้นกำเนิด

บางคนประเมินว่าการทดลองของเวนเทอร์ยังห่างไกลความสำเร็จมากนัก เพราะแค่การตัดและวางชิ้นส่วนดีเอ็นเอแค่นั้นคงไม่เพียงพอที่จะสร้างสิ่งมีชีวิตขึ้นมาได้แน่ หรือแม้แต่ความคิดเห็นของนักวิชาการบางคนที่ระบุว่าไม่มีใครในตอนนี้ที่พร้อมจะยอมรับ "ซินไบโอ" หรือ ชีวิตสังเคราะห์  (synthetic biology: synbio) ที่กำลังจะเกิดมาแน่นอน

"เวนเทอร์ไม่ใช่พระเจ้า มีแต่คำกล่าวเกินจริง เขาเพียงแค่อยู่บนเส้นทางที่ยาวไกลในการสร้างสิ่งมีชีวิต" เฮเลน วอลเลซ (Helen Wallace) นักชีววิทยาและโฆษกของยีนวอตช์ (GeneWatch) ประเทศอังกฤษกล่าว

"ถ้าลองสำรวจความคิดเห็นของประชากรต่อเรื่องการสร้างชีวิตสังเคราะห์ เชื่อแน่ว่าคงยากที่จะหาคนที่เห็นด้วยกับเรื่องนี้ได้แม้เพียงหนึ่งในพันคน" ความเห็นของ ไนเจล คาเมรอน (Nigel Cameron) ผอ.สถาบันเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อมนุษยชาติ (Institute on Biotechnology and Human Future) สถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์ (Illinois Institute of Technology) สหรัฐฯ

อย่างไรก็ดี รัฐบาลและองค์กรระหว่างประเทศต่างๆ ก็เฝ้าดูเทคโนโลยีและงานวิจัยใหม่ๆ ที่เกิดขึ้นอยู่เสมอ เพื่อไม่ให้มีความผิดพลาดเกิดขึ้นหรือถูกนำไปใช้ในทางที่ไม่ถูกต้อง

ด้านโฮป แชนด์ (Hope Shand) สมาชิกองค์กรอีทีซี (ETC) ของแคนาดาที่คอยสอดส่องเรื่องชีวจริยธรรมกล่าวว่า สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์อาจก่อให้เกิดโทษมหันต์ได้ในสังคมหากไม่ไตร่ตรองให้ถี่ถ้วนเสียก่อนหรือปราศจากการควบคุมดูแลที่เข้มงวด และจำเป็นอย่างยิ่งที่สาธารณชนจะต้องร่วมพิจารณาอย่างกว้างขวางก่อนที่จะอนุญาตให้มีการดำเนินงานใดๆ ไปมากกว่านี้

ยิ่งไปกว่านั้นอาจเกิดปัญหาใหญ่ในการอ้างสิทธิ์ความเป็นเจ้าของสิ่งมีชีวิตที่ถูกสร้างขึ้นและผลพลอยได้จากสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นเพิ่มขึ้นมาอีก ไม่ว่าจะเป็นเชื้อเพลิง ยา สารเคมี หรือผลผลิตอื่นๆ และอาจก่อให้เกิดการผูกขาดความเป็นเจ้าของสิ่งต่างๆ เหล่านั้น

คาเมรอน กล่าวต่อว่า เรื่องของความปลอดภัยต่อสิ่งมีชีวิตอื่นและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมก็เป็นสิ่งที่น่าห่วงอย่างยิ่ง ซึ่งนักกิจกรรมด้านสิ่งแวดล้อมก็ตั้งข้อสังเกตว่าอาจเกิดปัญหายีนแปลกปลอมปนเปื้อนในธรรมชาติหรือในสิ่งมีชีวิตอื่นเช่นเดียวกับที่เป็นกังวลกันในเรื่องของการใช้สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม