นักวิทย์ไทยแจงสังเคราะห์ทั้งจีโนมทำได้ยาก ซูฮกผู้สร้างปรากฏการณ์ใหม่

หลังจากที่ทีมวิจัยของ "ดร.เครก เวนเทอร์" เปิดเผยผลสำเร็จที่สามารถสังเคราะห์แบคทีเรียขึ้นได้ในห้องแล็บ ผู้จัดการวิทยาศาสตร์ได้สอบถามไปยังนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของไทยก็ได้รับทราบคำอธิบายที่กระจ่างมากขึ้นว่าการสังเคราะห์จีโนมจากสารเคมีต่างๆ สามารถทำได้ แต่ก็ไม่ง่ายนักที่จะสร้างจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหนึ่งขึ้นมาได้ ทั้งยังทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพอีกด้วย

ดร.นำชัย ชีววิวรรธน์ หัวหน้าหน่วยบริหารจัดการความรู้ ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโยลีชีวภาพ (ไบโอเทค) เปิดเผยต่อเรื่องนี้ว่า โดยปกติที่นักวิจัยสังเคราะห์สายดีเอ็นเอขึ้นในห้องปฏิบัติการจะเป็นเพียงดีเอ็นเอสายสั้นๆ มีลำดับสารพันธุกรรมประมาณ 30-40 เบส หรือหลายร้อยเบสก็มีแต่ความยากก็เพิ่มมากขึ้นไปอีก ทว่ากรณีของ "เครก เวนเทอร์" ที่ระบุว่าสามารถสังเคราะห์จีโนมของแบคทีเรียชนิดหนึ่งได้ทั้งหมดนั้นเป็นเรื่องที่ทำได้ยากมากและนับเป็นปรากฏการณ์ใหม่เพราะไม่เคยมีใครทำได้มาก่อน

"ที่ผ่านมายังไม่เคยมีใครสังเคราะห์ดีเอ็นเอขนาดใหญ่มาก แค่สายดีเอ็นเอยาวประมาณ 500 เบส ก็ยากมากแล้ว แต่ที่เวนเทอร์ทำได้ยาวถึง 5000 เบส ยิ่งยากกว่า ซึ่งผมก็ไม่ทราบว่าเขามีวิธีการอย่างไรบ้าง"

"แต่เท่าที่ทราบข้อมูลมา เข้าใจว่าเขาสังเคราะห์ให้ได้ดีเอ็นเอสายสั้นๆ ขึ้นมาก่อนแล้วนำมาต่อกันเป็นสายยาว หรือหากเขาสังเคราะห์ขึ้นมาได้ดีเอ็นเอสายยาว 5000 เบสเลยตั้งแต่แรก ก็น่าจะมีเทคโนโลยีใหม่ ซึ่งเขายังไม่เปิดเผย" ดร.นำชัยอธิบาย

"แต่สิ่งที่เขาทำแล้วกลายเป็นข่าวดังก็เนื่องจากว่าประการแรกเขาสังเคราะห์โครโมโซมของแบคทีเรียชนิดหนึ่งได้ทั้งหมด มีมากกว่า 5 แสนคู่เบส ซึ่งเป็นเรื่องที่ยากมากๆ และยังไม่เคยมีใครทำได้มาก่อน"

"ประการที่ 2 เขามีวิธีการนำโครโมโซมชุดนี้ใส่เข้าไปในเซลล์แบคทีเรียชนิดอื่นและไปมีผลควบคุมการทำงานของเซล์นั้นได้ทั้งหมด ซึ่งก็เป็นเรื่องยากเช่นกัน เพราะโครโมโซมทั้งหมดของแบคทีเรียขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะผ่านเข้าไปในเซลล์ได้ด้วยวิธีการปกติ" ดร.นำชัยกล่าว

ทั้งนี้นักวิจัยไบโอเทคยังเสริมว่า ก่อนหน้านี้เมื่อราว 40 ปีก่อน มีนักวิทยาศาสตร์เคยทำให้ยีนที่สร้างสารพิษของแบคทีเรียชนิดหนึ่งใส่เข้าไปในเซลล์อีกชนิดหนึ่งที่ไม่มีพิษได้ และก็ปรากฏว่าเซลล์นั้นสร้างสารพิษที่เป็นผลมาจากยีนแปลกปลอมที่ใส่เข้าไป ซึ่งคล้ายกันกับกรณีของเวนเทอร์ แต่ไม่ยากเท่านี้

ด้าน ดร.สมวงศ์ ตระกูลรุ่ง ผอ.ห้องปฏิบัติการดีเอ็นเอเทคโนโลยี ไบโอเทค และผู้ศึกษาวิจัยถอดแบบพันธุกรรมดีเอ็นเอไม้สักเสาชิงช้ามหามงคล กล่าวต่อเรื่องนี้ว่า ในทางเทคนิคนักวิทยาศาสตร์สามารถสังเคราะห์ดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตขึ้นมาได้หากรู้พิมพ์เขียวดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตนั้น

"ปกตินักวิทยาศาสตร์ก็สังเคราะห์ยีนหรือดีเอ็นเอขึ้นมาเพื่อการวิจัยอยู่แล้ว แต่จะเป็นชิ้นส่วนยีนหรือสายดีเอ็นเอขนาดเล็กๆ ที่ต้องการศึกษา ไม่ได้สังเคราะห์ขึ้นมาทั้งจีโนม เพราะค่าใช้จ่ายสูงมาก แต่หากต้องการสังเคราะห์จีโนมทั้งหมดของแบคทีเรีย"

"ในทางเทคนิคก็สามารถทำได้ถ้ารู้พิมพ์เขียวดีเอ็นเอของแบคทีเรียชนิดนั้น โดยใช้เครื่องสังเคราะห์สายนิวคลีอิกแอซิด และกรดนิวคลีอิกทั้ง 4 ชนิด ซึ่งมีจำหน่ายอยู่แล้ว โดยเครื่องมือนี้สามารถเชื่อมต่อลำดับของนิวคลีโอไทด์ให้อยู่ในตำแหน่งที่เราต้องการได้" ดร.สมวงศ์อธิบาย

ดร.สมวงศ์ ยังกล่าวต่อว่า จีโนมของแบคทีเรียจะทำงานเมื่ออยู่ในเซลล์ และสร้างเซลล์ใหม่ขึ้นมาโดยการแบ่งเซลล์และเพิ่มจำนวนได้เป็นเซลล์ใหม่ขึ้นมา แต่สำพังจีโนมของแบคทีเรียเพียงอย่างเดียวไม่น่าสร้างเซลล์ใหม่ทั้งเซลล์ขึ้นมาได้ ขณะเดียวกันก็ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่นักวิทยาศาสตร์จะสังเคราะห์เซลล์ของแบคทีเรียขึ้นมาทั้งเซลล์ได้เช่นกัน

ต่างจากไวรัสที่เมื่อเข้าไปในเซลล์สิ่งมีชีวิตอื่นแล้ว ดีเอ็นเอของไวรัสสามารถสร้างชิ้นส่วนอื่นๆ ของไวรัสขึ้นมาใหม่ได้โดยอาศัยองค์ประกอบต่างๆ ที่อยู่ในเซลล์นั้นๆ สังเคราะห์เป็นไวรัสตัวใหม่ขึ้นมา

ดั้งนั้น เมื่อเวนเทอร์สร้างจีโนมทั้งหมดของแบคทีเรียได้แล้ว หากเขาจะสร้างเซลล์ของแบคทีเรียขึ้นมาอีกก็ไม่ใช่เรื่องง่ายเช่นกัน ซึ่ง ดร.นำชัย บอกว่า แบคทีเรียที่มีจีโนมเพียงอย่างเดียวไม่สามารถสร้างเซลล์ขึ้นมาได้ เพราะการจะสังเคราะห์องค์ประกอบต่างๆ ของเซลล์จำเป็นต้องมีองค์ประกอบหลายอย่างที่จำเป็นต่อการสร้างโปรตีน ไขมัน หรืออื่นๆ ที่เป็นส่วนประกอบของเซลล์ หรือหากจะมีการพัฒนาวิธีการนั้นไปสู่การสร้างสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนขึ้นไปอีกก็นับว่าเป็นเรื่องที่ยังอีกยาวไกล เพราะสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ขึ้น จีโนมก็มากขึ้น ความยากก็มากกว่ากันหลายพันเท่า ซึ่งหากเกิดขึ้นได้จริงก็อาจเป็นอีกหลายร้อยปีข้างหน้า

สำหรับความก้าวหน้าด้านวิทยาการที่เวนเทอร์ทำได้สำเร็จ ดร.นำชัย กล่าวว่า เป็นสิ่งที่มีประโยชน์มาก ซึ่งยีนบางส่วนในแบคทีเรียสามารถย่อยสลายขยะได้ หรือผลิตเชื้อเพลิงได้ นักวิจัยอาจเปลี่ยนแปลงให้มีประสิธิภาพมากขึ้น ซึ่งในธรรมชาติอาจเกิดขึ้นช้ากว่าหรืออาจไม่เกิดขึ้นเลย หรือจะสร้างจีโนมของแบคทีเรียชนิดใหม่ขึ้นมาเลยก็ย่อมได้.