หนว่ ยท่ี 6 : พันธุวศิ วกรรม (genetic engineering) & GMOs (Genetically Modified Organisms)
ความหมายพนั ธุวศิ วกรรม พนั ธุวศิ วกรรม (genetic engineering) เป็นกระบวนการเคล่ือนยา้ ยยนี (transgenesis) จากส่ิงมีชีวติ สปี ชีส์หน่ึงไปสู่ส่ิงมีชีวติ อ่ืนในสปี ชีส์เดียวกนั หรือสปี ชีส์อ่ืน ทาใหเ้ กิดส่ิงมีชีวติ รูปแบบใหม่ (novel)ซ่ึงอาจไม่เคยปรากฏ ในธรรมชาติมาก่อน
จุดมุ่งหมาย เพอ่ื การเปล่ียนแปลง เพิ่มเติม หรือตดั ทอน ลกั ษณะบางประการโดยการแทนที่ดว้ ยยนี ควบคุมลกั ษณะทาง พนั ธุกรรมที่ตอ้ งการ ท้งั ที่ไดจ้ ากพชื ในตระกลู เดียวกนั หรือพืช ต่างตระกลู
ความหมาย GMOs ยอ่ มาจากคาภาษาองั กฤษวา่ Genetically Modified Organisms (GMOs) คือ สิ่งมีชีวติ ซ่ึงไม่วา่ จะเป็นพืช หรือสตั ว์ หรือแบคทีเรีย หรือ จุลินทรีย์ ที่ถูก ดดั แปลง พนั ธุกรรม จากกระบวนการทาง พนั ธุวศิ วกรรม (Genetic Engineering)โดยจากการตดั เอายนี (gene)ของสิ่งมีชีวติ ชนิดหน่ึง มาใส่เขา้ ไปใน ยนี ของสิ่งมีชีวติ อีกชนิดหน่ึง โดยตามปกติไม่เคยผสมพนั ธุ์กนั ไดใ้ นธรรมชาติ เพ่อื ใหส้ ิ่งมีชีวติ ชนิดน้นั มีคุณลกั ษณะหรือคุณสมบตั ิตามที่ตอ้ งการ ซ่ึงสิ่งมีชีวติ ท่ี ถูกนายนี มาใส่เขา้ ไปแลว้ กค็ ือ จเี อม็ โอ(GMOs)
ตัวอยา่ งของพชื GMOs มะเขือเทศ GMOs ใส่ antisense gene ของยนี ที่ผลิตเอนไซม์ polygalacturonase (PG) ทาให้ เอนไซม์ polygalacturonase ถูกรบกวนการแสดงออก มีผลทาใหเ้ น้ือของ มะเขือเทศมีความแขง็ มากข้ึนทาใหล้ ดความเสียหายหรือการบอบช้าขณะทา การขนส่งลง ทาใหม้ ะเขือเทศเน่าชา้ ลงหลงั จากท่ีเกบ็ เกี่ยวแลว้ มะละกอ GMOs ทาใหไ้ ดม้ ะละกอที่ตา้ นทานโรคห่าได้ หรือตา้ นทาน โรคไวรัสใบด่างวงแหวนได้ และทาใหไ้ ดม้ ะละกอมี จานวนเมลด็ ที่นอ้ ยลง
ถั่วเหลือง GMOs นายนี จากแบคทีเรียใส่ลงไปในดีเอน็ เอของถวั่ เหลือง ทาใหถ้ วั่ เหลืองมี ความสามารถท่ีทนทานต่อสารเคมีที่ปราบวชั พชื ชนิด Roundup (glyphosate) หรือ glufosinate ทาใหไ้ ดถ้ ว่ั เหลืองมีไขมนั ชนิดอ่ิมตวั นอ้ ยลง ทาใหถ้ วั่ เหลือง สามารถฆ่าหนอนแมลงที่เป็นศตั รูของถว่ั เหลืองได้
ฝ้าย GMOs ใส่ยนี ของแบคทีเรียท่ีชื่อ Bacillus thuringiensis var. kurataki (B.t.k) แทรกเขา้ ไปในโครโมโซมของตน้ ฝ้าย ทาใหฝ้ ้ายสามารถที่จะสร้าง โปรตีน Cry 1A ท่ีสามารถฆ่าหนอนที่เป็นศตั รูของฝ้ายได้ มันฝรั่ง GMOs ใส่ยนี ของแบคทีเรียที่ชื่อ Bacillus thuringiensis แทรกเขา้ ไปในยนี ของมนั ฝรั่ง ทาใหม้ นั ฝรั่ง GMOs มีคุณค่าทางสารอาหาร (เพ่ิมปริมาณ โปรตีน) ท่ีเพมิ่ มากข้ึน และในบางชนิดอาจมีประโยชน์ในทาง การแพทยท์ ่ีสามารถผลิตวคั ซีนท่ีเป็นประโยชน์กบั มนุษยไ์ ดอ้ ีกดว้ ย
ข้าวโพด GMOs ใส่ยนี ของแบคทีเรียท่ีชื่อ Bacillus thuringiensis แทรกเขา้ ไป ในยนี ของเมลด็ ขา้ วโพด จึงสามารถทาใหข้ า้ วโพดสร้างสารท่ี เป็นพษิ ต่อแมลงที่เป็นศตั รูของขา้ วโพดได้ โดยเมื่อแมลงที่เป็น ศตั รูของขา้ วโพดมากดั กินขา้ วโพด GMOs แมลงกจ็ ะตายลง อ้อย GMOs ทาใหส้ ามารถต่อตา้ นยาฆ่าแมลง และมีปริมาณน้าตาล ซูโครสในปริมาณท่ีสูงข้ึน
พริกหวาน GMOs ใส่ยนี coat protein ของไวรัสลงไปในดีเอน็ เอทาให้ สามารถตา้ นทานไวรัสได้ สตรอเบอร่ี GMOs ทาผลของสตรอเบอรี่เน่าเสียไดช้ า้ ลง ก่อใหเ้ กิดความสะดวกในการ ขนส่งมากยง่ิ ข้ึน ทาใหผ้ ลของสตรอเบอรี่มีสารอาหารเพม่ิ มากข้ึน
เทคนิคทใี่ ช้ในการถ่ายฝากยนี เข้าสู่พืช - การถ่ายฝากยนี โดยตรง (Direct Gene Transfer) เช่น การใชเ้ คร่ืองยงิ อนุภาค การใชเ้ ขม็ ฉีด การถ่ายฝากยนี โดยใชก้ ระแสไฟฟ้า - การถ่ายฝากยนี โดยใช้พาหะ (Vector-Mediated Gene Transfer) เช่น การ ถ่ายฝากยนี โดยใชแ้ บคทีเรีย Agrobacterium เป็นตน้
ในปัจจุบนั วธิ ีการทน่ี ิยมและประสบความสาเร็จ คือ - การถ่ายฝากยนี โดยใชแ้ บคทีเรีย Agrobacterium - การถ่ายฝากยนี โดยใชเ้ คร่ืองยงิ อนุภาค (Biolistic Technique)
ปัจจยั ทม่ี สี ่วนสาคัญในการถ่ายฝากยนี เข้าสู่พชื 1. การเลือกใชเ้ ทคนิคในการถ่ายฝากยนี เขา้ สู่พชื ใหเ้ หมาะสม กบั ประเภทหรือชนิดของพชื น้นั ๆ หรือ เหมาะกบั เซลลห์ รือ กลุ่มเซลลห์ รือเน้ือเยอื่ ของพชื ท่ีถูกคดั เลือกมาใช้ 2. การใชร้ ะดบั ของปัจจยั ต่างๆหรือเงื่อนไขต่างๆที่ส่งผลต่อ วธิ ีการถ่ายฝากยนี เพอ่ื ใหเ้ กิดประสิทธิภาพสูงสุดในการถ่าย ฝากยนี
3. การจดั การระบบใหใ้ ชร้ ะยะเวลาที่ส้นั ท่ีสุดของเซลลห์ รือกลุ่มเซลล์ หรือเน้ือเยอ่ื ของพืชเป้าหมายที่นามาถ่ายฝากยนี ในการเพาะเล้ียง การ คดั เลือก และการพฒั นาเป็นตน้ เพ่อื ใหล้ กั ษณะทางพนั ธุกรรมที่ไม่ ตอ้ งการซ่ึงเกิดจากข้นั ตอนการเพาะเล้ียงลดลง 4. การเลือกใช้ ส่วนท่ีควบคุมการแสดงออกของยนี , ยนี เคร่ืองหมาย ท่ีใชใ้ นการคดั เลือกเซลลห์ รือกลุ่มเซลลห์ รือเน้ือเยอ่ื ของพชื ที่มีการ แทรกยนี เขา้ ในจีโนมหรือดีเอน็ เอแลว้ หรือ ยนี รายงานผลของการ ถ่ายฝากท่ีมีประสิทธิภาพสูง และโดยเลือกใชใ้ หเ้ หมาะสมกบั ชนิด ของเซลลห์ รือกลุ่มเซลลห์ รือเน้ือเยอ่ื ของพชื ท่ีนามาทาการถ่ายฝากยนี
ข้อดขี อง GMOs (Advantages of GMOs) 1. ด้านการเกษตร - ทาให้เกดิ พืชทีใ่ ห้ผลผลติ มากขนึ้ ตวั อยา่ งเช่น ผลมีขนาด ใหญ่ข้ึน (เช่น มะเขือเทศมีผลขนาดใหญ่ข้ึน), ผลมีปริมาณมากข้ึน (เช่น ปริมาณเมลด็ ขา้ วต่อตน้ มากข้ึน), ผลมีน้าหนกั มากข้ึน (เช่น มะละกอที่มีน้าหนกั มากกวา่ มะละกอปกติทวั่ ไป)
- ทาให้เกดิ พืชทที่ นต่อศัตรูพืช เช่น พชื ท่ีทนต่อเช้ือ ไวรัส ทนต่อเช้ือรา ทนต่อแบคทีเรียท่ีก่อใหเ้ กิดโรคพชื ทน ต่อแมลงศตั รูพืช หรือแมแ้ ต่ทนต่อยาฆ่าแมลง และทนต่อยา ปราบวชั พชื - ทาให้พืชลดการใช้สารเคมี พิษจากสารเคมีท่ีก่อใหเ้ กิด อนั ตรายต่อเกษตรกรกล็ ดลง
- ทาให้เกดิ พืชทมี่ ีผลผลติ ท่ีสามารถเกบ็ รักษาเป็ นเวลานาน และอยไู่ ดน้ าน ทาใหข้ ้นั ตอนในการขนส่งสามารถขนส่งใน ระยะไกลโดยไม่เน่าหรือเสีย เช่น มะเขือเทศท่ีถูกทาใหส้ ุกชา้ หรือ ถึงแมจ้ ะสุกแต่กไ็ ม่งอม เน้ือยงั แขง็ และกรอบ ไม่เละเม่ือไปถึงมือ ผบู้ ริโภค - ทาให้เกดิ พืชทม่ี ีความทนทานต่อสภาพแวดล้อม โดย ทน ต่อสภาพดินฟ้าอากาศท่ีไม่เอ้ืออานวยต่อการเพาะปลูกหรือ เจริญเติบโตของพืช ตวั อยา่ งเช่น พืชที่ทนแลง้ (เช่น ขา้ วทนแลง้ ), พืชท่ีทนต่อดินเคม็ (เช่น ขา้ วทนดินเคม็ ), พืชท่ีทนต่อดินเปร้ียว เป็น ตน้
2. ต่อผู้บริโภค - ทาให้เกดิ พืช ผกั ผลไม้ มีคุณค่าทางโภชนาการเพม่ิ มากขนึ้ เช่น ทาใหม้ ะเขือเทศมีวติ ามินอีมากข้ึน ทาใหส้ ม้ หรือ มะนาวท่ีมีวติ ามินซีเพ่มิ มากข้ึน ทาใหก้ ลว้ ยมีวิตามินเอเพิ่มข้ึน เป็ นตน้ - ทาให้ลดการขาดแคลนอาหารได้ เน่ืองจากการปรับปรุง พนั ธุ์ใหม้ ีผลผลิตและความตา้ นทานต่างๆมากข้ึน ทาใหม้ ีผลผลิต ที่เพิ่มมากข้ึน ตอบสนองต่อความตอ้ งอาหารที่เพม่ิ มากข้ึน
3. ด้านการพาณชิ ย์ - ลดข้นั ตอนและระยะเวลาของการผสมพนั ธ์ุพืช ซ่ึงหาก ช่วงชีวติ ของพืชท่ีตอ้ งการปรับปรุงพนั ธุ์ดว้ ยวธิ ีเดิมยาวนานกวา่ จะไดผ้ ล และตอ้ งทาการคดั เลือกพนั ธุ์อยหู่ ลายคร้ัง การ ทา GMOs ทาใหข้ ้นั ตอนน้ีเร็วและแม่นยายงิ่ ข้ึนกวา่ เดิมมาก - ทาให้เกดิ พืชพนั ธ์ุใหม่ๆ ทมี่ ีประโยชน์ในการพาณชิ ย์ เช่น ดอกไมห้ รือพวกไมป้ ระดบั ท่ีมีรูปร่างแปลกกวา่ เดิม มีขนาด ใหญ่กวา่ เดิม สีสนั แปลกไปจากเดิม (เช่น กหุ ลาบสีน้าเงิน) หรือ มีความคงทนกวา่ เดิม
4. ด้านการอตุ สาหกรรม - คุณสมบตั ิของพชื ท่ีทาใหล้ ดการใชส้ ารเคมี และช่วยให้ ไดพ้ ืชผลมากข้ึนกวา่ เดิมมีผลทาใหต้ น้ ทุนการผลิตต่าลง วตั ถดุ ิบ ท่ีมาจากภาคเกษตร เช่น กากถว่ั เหลือง อาหารสตั วจ์ ึงมีราคาถูก ลง ทาใหเ้ พ่ิมอานาจในการแข่งขนั มี GMOs หลายชนิดที่ไม่ใช่พืช ท่ีใชก้ นั อยใู่ นอุตสาหกรรม อาหาร เช่น เอนไซมท์ ่ีใชใ้ นการผลิตน้าผกั ผลไม้ หรือ เอนไซม์ ไคโมซิน (Chymosin) ท่ีใชใ้ นการผลิตเนยแขง็ เป็นผลิตภณั ฑท์ ี่ไดจ้ าก GMOs และ ทามาเป็นเวลานานแลว้ ทาใหล้ ดท้งั ตน้ ทุนการผลิตและเวลาที่ตอ้ งใชล้ ง
5. ด้านการแพทย์ - การผลติ วคั ซีน หรือยาชนิดต่างๆ ในอุตสาหกรรมยาปัจจุบนั น้ีลว้ น แลว้ แต่ใช้ GMOs ช่วยแทบท้งั สิ้น อีกไม่นานน้ี เราอาจมีน้านมววั ท่ีมี ส่วนประกอบของฮอร์โมนหรือตวั ยาที่จาเป็นต่อมนุษย์ - ช่วยลดการขาดแคลนยาหรือวคั ซีนได้มากขนึ้ เพราะ GMOs สามารถ ช่วยเพิม่ การผลิตสิ่งเหล่าน้ีใหเ้ พม่ิ ข้ึนได้ - การสับเปล่ียนยนี ดอ้ ยดว้ ยยนี ดี (gene therapy) ในอนาคต เม่ืองานวิจยั จีโนม มนุษยส์ าเร็จ ความหวงั ของคนที่ป่ วยเป็นโรคทางพนั ธุกรรมอาจมีหนทางรักษาโดย วธิ ีปรับเปลี่ยนยนี ได้
6. ด้านสิ่งแวดล้อม - หากทาพืช GMOs ใหส้ ามารถป้องกนั ศตั รูพืชไดเ้ อง จานวนการใชส้ ารเคมี ชนิดต่างๆเพือ่ การปราบศตั รูพืชกจ็ ะลดนอ้ ยลงจนอาจถึงไม่ตอ้ งใชเ้ ลยกไ็ ด้ ทาให้ มลภาวะต่อส่ิงแวดลอ้ มท่ีเกิดจากสารเคมีลดลง - ก่อใหเ้ กิดความหลากหลายทางชีวภาพมากข้ึน เน่ืองจากยนี ท่ีมีการแสดงออก ท่ีมีประโยชน์ถูกเลือกใหร้ ับโอกาสในการแสดงออกในส่ิงมีชีวิตหลากหลายชนิดมาก ข้ึน
ข้อเสียของ GMOs (Disadvantages of GMOs) – อาจก่อใหเ้ กิดส่ิงอนั ตรายเจือปนมาได้ ทาใหอ้ าจเกิดอาการเจบ็ ป่ วยตามมา หากเกิด ความบกพร่องในการควบคุมคุณภาพระหวา่ งผา่ นกระบวนการดดั แปลงพนั ธุกรรมน้ี – เมื่อมีการนาดีเอน็ เอจากไวรัสมาผา่ นกระบวนการน้ี ซ่ึงอาจก่อใหเ้ กิดอนั ตราย เน่ืองจากมีสารพิษเจือปนอยู่ จากการทดลองยงั พบวา่ หนูที่นามาทดลองมีระดบั ภูมิตา้ นทาน ในร่างกายลดลง และลาไสย้ งั เกิดการบวมแบบผดิ ปกติอีกดว้ ย จึงทาใหห้ ลายคนกงั วลในแง่ ความปลอดภยั ต่อร่างกายมนุษย์
– การท่ีมีสารอาหารมากกวา่ แบบท่ีไดจ้ ากธรรมชาติปกติ อาจทาใหร้ ่างกายบาง คนไดร้ ับสารอาหารท่ีมากเกินไป โดยเฉพาะในกลุ่มเดก็ ทารก ซ่ึงอาจก่อใหเ้ กิดโทษ มากกวา่ ประโยชน์ – ในคนที่กาลงั รับประทานยาปฏิชีวนะรักษาโรคอยู่ อาจทาใหย้ าเส่ือม ประสิทธิภาพ เน่ืองจากสาร GMO น้ีมีสารตา้ นยาปฏิชีวนะอยู่ – ผลกระทบต่อส่ิงมีชีวิตชนิดอื่น ทาใหข้ าดสมดุลทางระบบนิเวศ – การผกู ขาดทางสินคา้ GMOs ของบริษทั เอกชนที่จดสิทธิบตั ร
ขอให้ทุกคนโชคดี ในการสอบ
Search
Read the Text Version
- 1 - 24
Pages: