การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีทาง DNA

คำนำ หนงั สอื อิเลก็ ทรอนิกส์ (E-Book) เลม่ นีเ้ ป็นสว่ นหน่งึ ของรายวิชาเพ่มิ เตมิ ชีววทิ ยา ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี ๔-๖ เพ่อื ใหไ้ ดศ้ กึ ษาหาความรูใ้ นเรอ่ื ง การประยกุ ตใ์ ชเ้ ทคโนโลยที าง DNA และไดศ้ กึ ษาอยา่ งเขา้ ใจเพ่ือเป็นประโยชนก์ บั การเรยี น ผจู้ ดั ทาหวงั วา่ หนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส(์ E-Book)เลม่ นีจ้ ะเป็นประโยชนก์ บั ผอู้ า่ น หรอื นกั เรยี น นกั ศกึ ษา ท่ีกาลงั หาขอ้ มลู เรอ่ื งนีอ้ ยู่ หากมขี อ้ แนะนาหรอื ขอ้ ผดิ พลาดประการใด ผจู้ ดั ทาขอนอ้ มรบั ไว้ และขออภยั มา ณ ท่ีนีด้ ว้ ย

สำรบญั 4 31 การประยกุ ตใ์ ชใ้ นเชิงทางการแพทยแ์ ละเภสชั กรรม 39 52 การประยกุ ตใ์ ชใ้ นเชงิ นิติวิทยาศาสตร์ การประยกุ ตใ์ ชเ้ ชิงการเกษตร การใชพ้ นั ธศุ าสตรเ์ พ่ือศกึ ษาคน้ ควา้ หายีน และหนา้ ท่ขี องยีน



การประยุกตใ์ ช้ในเชิงการแพทยแ์ ละเภสชั กรรม การวนิ ิจฉยั โรค ปัจจุบันมีการนาเอาเทคโนโลยีของDNAมาใช้ในการวินิจฉัยโรคท่ีเกิดจาก การติดเช้ือต่างๆ เช่น เชอื้ ไวรัส โดยการใชเ้ ทคนคิ PCR เพอื่ ตรวจสอบว่ามีจโี มนของ ไวรสั อยูใ่ นสิ่งมีชีวติ นั้นหรือไม่ ซ่ึงเป็นเทคนิคที่มีความไวสูงและสามารถตรวจพบได้ โดยมีตัวอย่างเพียงเล็กน้อย เทคนิคน้ีได้นามาใช้ในการตรวจวิเคราะห์การติดเชื้อ HIVเปน็ ตน้ จากความรู้ทางพนั ธศุ าสตร์ การค้นพบเครอ่ื งหมายทางพันธุกรรมเชื่อมโยง กับแอลลีลที่ก่อโรค และลาดับนิวคลีโอไทด์ จึงสามารถนาไปใช้ในการตรวจ วินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมก่อนจะมีอาการของโรคหรือเป็นเพียงพาหะ ซึ่งทาให้ สามารถป้องกันการถ่ายทอดลกั ษณะดงั กลา่ วได้อยา่ งถูกตอ้ ง

การบาบัดด้วยยีน จากความรู้เกี่ยวกับความผิดปกติต่างๆในคนท่ีเกิดความบกพร่องของยีน หากสามารถใส่ยีนที่ปกติเข้าไปในเซลล์ร่างกาย หรือเน้ือเย่ือที่แสดงอาการผิดปกติ แล้วทาให้ยีนนั้นแสดงออกเม่ือมีสารโปรตีนที่ปกติในบริเวณดังกล่าว จึงอาจเป็น แนวทางหนึง่ ทจี่ ะชว่ ยทาให้บาบัดอาการบกพรอ่ งทเี่ กิดข้ึนได้

ในปัจจุบันเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการถา่ ยยีนปกติ เพื่อใชใ้ นการทายีนบาบัด คอื การใชไ้ วรัสชนิดหนง่ึ เป็นตวั นายนี ที่ตอ้ งการถา่ ยเข้าสู่เซลล์คน ซ่ึงยนี ของไวรสั ท่เี ปน็ อันตรายต่อคนจะถูกตัดทิ้ง แล้วใส่ยีนของคนท่ีต้องการเข้าไปแทนท่ี ไวรัสที่สร้าง ขึ้นใหม่นี้จะมียีนที่ต้องการแทรกอยู่ และจะมีความสามารถในการแทรกจีโนมของ ตวั มันเขา้ สูโ่ ครโมโซมคนได้ แต่ไม่สามารถจาลองตัวเองเองเพิ่มจานวนได้ เน่อื งจาก ยนี ท่ที าหน้าท่ดี งั กล่าวทม่ี ีอยู่เดิมในไวรัสได้ถูกตดั ท้ิงไปแลว้ ในสหรฐั อเมริกา การรักษาด้วยยีนบาบดั (gene therapy)แต่ละกรณจี ะตอ้ ง มีการตรวจสอบอย่างเคร่งครัดในทุกขั้นตอน เพ่ือคานึงถึงความปลอดภัยของผู้รับ การรักษา ตัวอย่างของโรคท่ีมีการรักษาด้วยการบาบัดยีนแล้ว เช่น Severe Combined Immunodefiency Disorder (SCID) ซง่ึ โรคนเี้ ป็นโรคทางพันธุกรรม ผู้ที่เป็นโรคนี้ไม่สามารถสร้างภูมิคุ้มกันได้มักเสียชีวิตจากการติดเชื้อเพียงเล็กน้อย

อย่างไรก็ดีการบาบัดด้วยยีนยังไม่ท่ีแพร่หลาย และต้องใช้ด้วยความ ระมัดระวังอย่างยิ่ง เนื่องจากยังมีปัญหาทางด้านเทคนิคในการใช้ ตัวอย่างเช่น การควบคุมกิจกรรมของยีนท่ีใส่ให้กับเซลล์ให้มีการผลิตผลิตภัณฑ์ท่ีต้องการอย่าง เหมาะสมได้อย่างไร การแทรกตัวของยีนเข้าสู่จีโนมของคนทาอย่างไรเมื่อแทรก แล้วจงึ จะไม่ไปทาให้เกดิ มิวเทชนั ในยีนอ่ืนที่ปกติอยู่แต่เดิม และไวรัสที่ใชเ้ ป็นพาหะ ในการนายีนเข้าสู่จีโนมคนนั้นสามารถบรรจุยีนได้อย่างจากัด ไม่สามารถใส่ยีนที่มี ขนาดใหญ่ ดังน้ันจึงต้องมีการศึกษาวิธีการหรือเทคนิคในมีความเหมาะสมต่อการ ใชย้ ีนบาบดั ให้มากขนึ้

นอกจากน้ีในการทายีนบาบัด ยังมีข้อโต้แย้งเชิงจริยธรรมเกิดขึ้นในสังคม ว่าหาก เราทราบความผิดปกติของยนี ต่างๆแล้ว เราควรบาบดั ขอ้ บกพรอ่ งในเซลลต์ งั้ ตน้ ท่ีจะสร้าง เซลล์ไข่และตัวอสุจิหรือไม่หากอนุญาตให้มีการบาบัดในลักษณะดังกล่าว จะมีผลต่อ วิวัฒนาการของมนุษย์หรือไมใ่ นอนาคต การสรา้ งผลติ ภณั ฑ์ทางเภสชั กรรม การประยุกตเ์ ทคโนโลยีเกี่ยวกบั DNA มาใชใ้ นเชิงเภสัชกรรมเป็นการประยกุ ตใ์ ช้ ที่มีมาเป็นเวลาหลายสิบปี โดยมีการสร้างผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรมเป็นจานวนมาก ซ่ึง ส่วนใหญ่เป็นการผลติ โปรตนี การผลติ ฮอร์โมนอินซูลิน เป็นตวั อย่างแรกท่ีท่ีนาเทคนิคทาง DNA มาใช้ในการ ผลิตสารท่ีใช้เชิงเภสัชกรรมเพ่ือรักษาโรคเบาหวาน ผู้ป่วยโรคเบาหวานจาเป็นต้องได้รับ อนิ ซลู นิ เพื่อควบคมุ ระดับนา้ ตาลจากการตัดและตอ่ DNA ใหม้ ียีนท่สี ร้างอนิ ซูลิน

แล้วใส่เข้าไปในเซลล์แบคทีเรีย เพ่ือให้เกิดการแสดงออกและสร้างพอลิเพปไทด์ที่ ต้องการ จากนั้นจึงนาเซลล์ไปเพ่ือเพ่ิมจานวนยีนที่สร้างสายพอลิเพปไทด์ดังกล่าว และผลติ อนิ ซูลินที่ทางานได้ ดงั ภาพ

การใช้พันธุวิศวกรรมเพ่ือผลิตโปรตีน หรือฮอร์โมนท่ีบกพร่องในมนุษย์ นอกจากอินซูลินแล้วยังใช้พันธุวิศวกรรมในการผลิตโกรทฮอร์โมน เพ่ือที่รักษาเด็ก ที่เจรญิ เติบโตเป็นคนแคระ เน่ืองจากได้รบั โกรทฮอรโ์ มนไมเ่ พยี งพอ เปน็ ต้น นอกจากการผลิตฮอร์โมนเพื่อใช้ทดแทนในคนที่มีความบกพร่องของ ฮอร์โมนดังกล่าวข้างต้นแล้ว ยังมีการประยุกต์ใช้ในการผลิตยาเพื่อรักษาโรคบาง ชนิดอีกด้วย เชน่ ใช้ในการผลติ ยาท่ีจะยับยั้งไวรัส HIV โดยอาศัยเทคนิคทางพันธุ วศิ วกรรมในการสรา้ งโมเลกุลของโปรตนี ทจี่ ะปอ้ งกนั หรือเลียนแบบตัวรับท่ี HIV ใช้ ในการเข้าสู่เซลล์ ซ่ึงตัวรับเหล่านี้จะอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ของคน หากมีโมเลกุลท่ี เลียนแบบตัวรับเหล่าน้ีอยู่ในกระแสเลือด HIVจะเข้าเกาะกับโมเลกุลเหล่าน้ีแทนท่ี จะเกาะทต่ี วั รบั ทีเ่ ซลล์เม็ดเลือดขาวแลว้ เข้าทาลายเซลลเ์ มด็ เลือดขาว ตัวยาเหล่านี้ จึงสามารถยบั ยง้ั การทางานของ HIV ได้

การใช้พันธุวิศวกรรมยังสามารถนามาประยุกต์ใช้ในการผลิตวัคซีน แต่เดิม น้ันใช้วัคซีนเพอ่ื กระตุ้นภูมคิ มุ้ กันโรคทีเ่ กดิ จากไวรสั โดยใช้ไวรสั ที่ไมส่ ามารถกอ่ โรค เพราะได้รับสารเคมหี รอื วธิ ที างกายภาพบางอยา่ ง หรอื เป็นไวรัสในสายพันธุ์ที่ไมน่ า โรคมาฉีดให้กับคน เพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน แต่เมื่อการศึกษาในระดับโมเลกุล เกี่ยวกับไวรัสมีความชัดเจนขึ้น จนทราบว่าโปรตีนชนิดใดที่ผิวของไวรัสท่ีเป็น ตัวกระตุ้นภูมิคุ้มกันในคนได้ ก็สามารถใช้วิธีทางพันธุวิศวกรรมตัดต่อ เฉพาะยีนท่ี เปน็ ตน้ แบบในการสรา้ งโปรตนี ชนิดนั้น แล้วใช้โปรตีนดังกลา่ วเปน็ แอนติเจนในการ กระตุ้นภูมิคุม้ กนั แทนการใชไ้ วรัสซ่ึงทาใหม้ ีความปลอดภยั ย่ิงขนึ้

การประยุกตใ์ ชใ้ นเชิงนติ ิวทิ ยาศาสตร์ DNA เปน็ สารพันธุกรรม ซงึ่ DNA ของคนๆเดียวกันไม่ว่าจะมาจากเซลล์ ส่วนใดของร่างกายจะมีรปู แบบท่เี หมือนกนั ดังน้ัน DNA จึงเปน็ เหมือนส่ิงท่ีบอก ให้รู้วา่ คนๆนน้ั เป็นใครและแตกตา่ งจากคนอื่นโดยทว่ั ไปแล้วการท่ีจะบอกไดว้ ่าคนๆ นั้นเป็นใคร จะพิจารณาจากรูปร่างหน้าตา วัน เดือน ปีเกิด ตามข้อมูลในบัตร ประชาชน หรือ หนังสือเดินทาง และถ้าจะให้ชัดเจนย่ิงข้ึนอาจดูจากรอยแผลเป็น หรือลายพิมพ์น้ิวมือ อย่างไรก็ตามลักษณะอาจเปล่ียนแปลงได้ตามอายุ หรือจาก อุบัติเหตุ หรือจากสารเคมี แม้ว่าลายพิมพ์น้ิวมือจะไม่สามารถบอกความสัมพันธ์ ทางสายเลือดได้ว่าลายพิมพ์ นิ้วมือของลูกน้ันส่วนใดได้มาจากพ่อหรือแม่ แต่ลาย พิมพ์ DNA สร้างมาจาก DNA ที่ไดร้ ับการถ่ายทอดมาจากพอ่ และแมอ่ ย่างละคร่ึง และเปล่ียนแปลงไม่ได้ จึงมีลักษณะเฉพาะบุคคล ซ่ึงทาให้สามารถบอกความ แตกตา่ งของบุคคลได้ ความแตกต่างที่มีความจาเพาะของแต่ละบคุ คลนเี้ อง

เราจึงนามาใช้ประโยชน์ได้หลายด้าน เช่น การพิสูจน์ตัวบุคคล การพิสูจน์ความสัมพันธ์ ทางสายเลือด การตรวจทางนิติเวชศาสตร์เพื่อหาผู้กระทาความผิด เป็นต้น และจาก ความแตกตา่ งทม่ี ีเฉพาะบคุ คล จึงทาให้บุคคลมีรูปแบบของ DNA ทแ่ี ตกตา่ งกนั เม่ือใช้ เทคนิคต่างๆ เชน่ การใช้ RFLP marker ตรวจสอบ จะเกิดเป็นแถบ DNA รูปแบบของ แถบ DNA (DNA band) ที่เป็นความแตกต่างของขนาดชิ้น DNA ทเ่ี ป็นเอกลักษณข์ อง แต่ละบุคคล เรียกวา่ ลายพิมพ์ DNA (DNA fingerprint) เพราะโอกาสที่คนสองคน(ท่ี ไมใ่ ช่ฝาแฝดแท)้ จะมรี ูปแบบของลายพิมพ์ DNA เหมอื นกันมีนอ้ ยมาก

นอกจากน้ีไดม้ ีการใชล้ ายพิมพ์ DNA เพื่อพิสูจนค์ วามเกย่ี วพันในคดีอาญาที่ รุนแรง เช่น ฆาตกรรม ทาร้ายร่างกาย ซ่ึงสามารถใช้เป็นหลักฐานสาคัญอย่าง หน่ึงประกอบการพิจารณาคดีศาล ตัวอย่างเช่น ในคดีฆาตกรรมคดีหน่ึง ได้นา คราบเลือดของฆาตกรที่พบในสถานท่ีเกิดเหตุและเลือดของผู้ต้องสงสัยจานวน 7 คน มาทาลายพิมพ์ DNA และนามาเปรียบเทียบกนั ปัจจุบันการตรวจลายพิมพ์ DNA จะใช้เทคนิค PCR เน่ืองจากเป็นวิธที ่ีง่าย รวดเร็ว ประหยัดค่าใช้จ่ายและใช้ตัวอย่างเลือดในปริมาณที่น้อย ในประเทศไทย การตรวจลายพิมพ์ DNA เริ่มโดยกลมุ่ นักวจิ ัยจากหลายสถาบันรว่ มกันทางานอย่าง ต่อเนื่อง โดยการตรวจพิสูจน์ความสัมพันธ์ทางสายเลือด การหาตัวคนร้ายในคดี ฆาตกรรม การสืบหาทายาทที่แท้จริงในกองมรดก นอกจากน้ียังนามาใช้ในการ ตรวจคนเข้าเมืองให้ถูกต้อง กรณีการให้สัญชาติไทยแก่ชาวเขาและชนกลุ่มน้อย เพ่ือสืบสาวว่าบรรพบุรุษเป็นชาวเขาที่ต้ังรกรากอยู่ในประเทศไทยหรือเป็นชนต่าง ด้าวทอ่ี พยพเข้ามา

ซ่ึงมีผลต่อการพิสูจน์ชาติพันธ์ุและการให้สิทธิในการอาศัยอยู่บนแผ่นดินไทยด้วย นอกจากน้ียังมีแนวโน้มว่าในอนาคตอาจมีการนาลายพิมพ์ DNA มาประยุกต์ใช้ แทนการใชล้ ายนิ้วมอื เพอื่ ทาบตั รประชาชน ทาใหส้ บื หาตวั บคุ คลไดถ้ กู ตอ้ งรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างย่ิงในกรณีสืบหาตัวบุคคลท่ีเสียชีวิตในสภาพที่บอกไม่ได้ว่าเป็นใคร เช่น กรณเี คร่อื งบนิ ตก หรือ ไฟไหม้

การประยุกตใ์ ช้ในเชิงการเกษตร การทาฟารม์ สตั ว์เพื่อสุขภาพของมนษุ ย์ ในการใช้เทคโนโลยี DNA เพ่ือปรับปรุงพันธุ์สัตว์ในมีลักษณะที่ดีขึ้น เช่นเดียวกับ เป้าหมายหนึ่งคือการในการปรับปรุงพันธุ์สัตว์ท่ีอาศัยการผสมพันธ์ุ และคัดเลือกพันธุ์ ด้งั เดิม แต่ดว้ ยเทคโนโลยี DNA ทา ใหน้ ักวิทยาศาสตร์สามารถหาได้ว่ายีนที่จะทาใหส้ ัตว์ ลักษณะตามต้องการ เช่น หมูมีไขมันต่า วัวให้นมเร็วข้ึนและมากข้ึน เมื่อทราบว่ายีน ควบคมุ ลกั ษณะนัน้ คอื ยนี ใดแลว้ จึงย้ายยนี ดงั กลา่ วเขา้ สู่ สตั วท์ ี่ต้องการ อีกรูปแบบหนึ่งของการทาฟาร์มในอนาคต คือการสร้างฟาร์มสัตว์ที่เสมือนเป็น โรงงานผลิตยาเพ่ือสกัดนาไปใช้ในการแพทย์ ตัวอย่างเช่น การสร้างแกะท่ีได้รับการถ่าย ยีน เพ่ือให้สร้างโปรตีนท่ีมีอยู่ในเลือดของคน และให้แกะผลิตน้านมที่มีโปรตีนน้ี โปรตีน ชนิดนีจ้ ะยบั ย้งั เอนไซมท์ ก่ี อ่ ใหเ้ กิดการทาลายเซลล์ปอดในผู้ปว่ ยที่เป็นโรคซิสติกไฟโปรซิส (cystic fibrosis)และโรคระบบทางเดนิ หายใจทเี่ ร้อื รังชนิดอืน่ ๆ

ในการสร้างสัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม(transgenic animal)จะเริ่มจากการแยกเซลล์ไข่ ออกจากเพศเมยี และฉีดยนี ทตี่ ้องการเข้าไปในนิวเคลียสของเซลลไ์ ข่(microinjection)ซง่ึ จะมีเซลล์ไข่บางเซลลย์ อมให้ยีนดังกล่าวแทรกเข้าในจโี นมของนิวเคลียสและแสดงออกได้ จากน้ันทาการผสมพันธุ์ในหลอดทดลอง(in vitro fertilization)และถ่ายฝากเข้าในตัว แม่ผู้รับ เพ่ือให้เจริญเป็นตัวใหม่ ซ่ึงจะมียีนที่ต้องการอยู่โดยไม่จาเป็นต้องมาจากสปีชีส์ เดียวกัน

การสร้างพืชดัดแปลงพนั ธกุ รรม (trensgenic plant) การสร้างพืชดัดแปลงพันธุกรรม เพ่ือให้มียีนของลักษณะตามท่ีต้องการ เช่น การ ชะลอการสุกของผลไม้ หรือเพื่อยืดเวลาการเก็บรักษาผลผลิต มีความต้านทานโรคและ แมลง มีความต้านทานต่อสารฆ่าแมลงมีคุณค่าด้านอาหารมากข้ึน เป็นต้น ในพืชสามารถ ทาได้ง่ายกว่าในสัตว์ เนื่องจากมีการศึกษาเทคโนโลยีในการเพาะเลี้ยงเน้ือเยื่อในหลอด ทดลอง ซึ่งสามารถสร้างต้นพืชขึ้นใหม่จากเซลล์เนื้อเย่ือ หรือส่วนต่างๆ ของพืชได้เป็น เวลาหลายสิบปีมาแล้ว ดงั นั้นถ้าสามารถถ่ายยีนเข้าสู่เซลล์พืชได้ และพืชน้ันมีเทคโนโลยี การเพาะเลย้ี งเนอ้ื เยือ่ พชื รองรบั อยู่แล้ว ก็สามารถสร้างพืชดัดแปลงทางพนั ธุกรรมได้ พืชตา้ นทานต่อโรค นักวจิ ัยไทยสามารถดัดแปลงพนั ธุกรรมของมะละกอใหต้ า้ นทานตอ่ โรคใบด่างจุดวง แหวน ซ่ึงเกิดจากไวรัสชนิดหน่ึง โดยนายีนท่ีสร้างโปรตีนเปลือกไวรัส (coat protein gene)

ถ่ายฝากเข้าไปในเซลล์มะละกอ แล้วชักนาให้เป็นมะละกอสร้างโปรตีนดังกล่าว ทาให้สามารถต้านทานต่อเช้ือไวรัสได้ นอกจากน้ียังมีการดัดแปลงพันธุกรรมของ มันฝร่ัง ยาสบู ใหม้ คี วามตา้ นทานต่อไวรสั ที่มาทาลายได้ พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมที่สามารถต้านสารปราบวัชพืช เช่น นาเอายีน ท่ีต้านทานสารปราบวัชพืชใส่เข้าไปในพืช เช่น ถ่ัวเหลือง ข้าวโพด ฝ้าย ทาให้ สามารถต้านทานสารปราบวัชพืช ทาให้สารเคมีท่ีปราบวัชพืชไม่มีผลต่อพืช ดังกล่าวและสามารถใช้ประโยชน์จากดินและปุ๋ยอย่างมีประสิทธิภาพ การปลูกพืช หมุนเวยี นยังทาไดง้ า่ ยข้ึน ผลผลิตก็เพ่มิ มากขึ้นดว้ ย

พชื ดัดแปลงทางพนั ธุกรรมท่ีมีคณุ ค่าทางอาหารเพิ่มข้ึน เช่น ในกรณีของข้าวที่เป็น ธัญพืชท่ีเป็นอาหารหลักของโลก ได้มีนักวิทยาศาสตร์ นายีนจากแดฟโฟดิล (Daffodils)และยีนจากแบคทเี รีย Erwinia bretaria ถ่ายฝากใหข้ ้าว ทาให้ข้าว สร้างวติ ามินเอ ในเมล็ดได้ เรียกว่า ข้าวสีทอง(golden rice)โดยหวังว่าการสร้าง ข้าวสีทอง จะมีส่วนช่วยในการลดภาวะการขาดวิตามินในประเทศท่ีขาดแคลน อาหารในโลกได้ พืชดัดแปลงทางพันธุกรรมเพอื่ ให้ยดื อายขุ องผลผลิตไดย้ าวนานขึ้น โดยนา ยีนที่มีผลต่อเอนไซม์ท่ีสังเคราะห์เอทิลีนใส่เข้าไปในผลไม้ เช่น มะเขือเทศ ทาให้ มะเขือเทศสุกช้าลง เน่ืองจากไม่มีการสร้างเอทิลีน ลดความเน่าเสียของมะเขือเทศ สามารถเก็บรักษาได้นานขึน้ และขนส่งได้เป็นระยะทางไกลขน้ึ

พืชดัดแปลงพันธุกรรมอ่ืนๆ เช่น ทาให้พืชต้านทานความแห้งแล้ง ต้านทานดิน เค็ม ดัดแปลงพืชให้แปลกและแตกต่างไปจากเดิมเพื่อให้เหมาะสมกับตลาดและ ความต้องการของมนุษย์มากขึ้น แต่อย่างไรก็ตามพืชดัดแปลงพันธุกรรม (Genetically Modified Organism : GMOs) ถึงจะมีประโยชน์มากมายแต่กย็ ัง มีข้อโต้แย้งทางสังคมเป็นอย่างมากว่าอาจจะไม่ปลอดภัยกับผู้บริโภคและอาจ ก่อให้เกิดปัญหาทางด้านพันธุ์พืช พันธุ์สัตว์ ความหลากหลายทางชีวภาพ การมวิ เทชนั และอาจเปน็ อนั ตรายต่อสง่ิ แวดล้อมในอนาคตได้

การปรบั ปรงุ พนั ธ์โุ ดยอาศยั วธิ กี ารของโมเลกลู าร์ บรีดดิง (molecolar breeding) ด้วยเทคโนโลยี DNAนามาสู่การสร้างแบคทีเรีย และแผนท่ีเคร่ืองหมายทาง พันธุกรรมต่างๆ ทาให้นักปรับปรุงพันธุ์สามารถนาองค์ความรู้ดังกล่าวมาใช้ในการ ปรับปรุงพันธุ์ โดยอาศัยการคัดเลือกจากการตรวจหาจากเคร่ืองหมายทาง พันธุกรรมระดับโมเลกุลทดแทนการคัดเลือกจากลักษณะฟีโนไทป์เพียงอย่างเดียว ซึ่งทาให้การปรับปรุงพันธุ์ต่างๆทาได้รวดเร็วข้ึน และมีความเป็นไปได้ท่ีจะได้พืช หรือสัตวพ์ ันธ์ุใหม่ทมี่ ลี กั ษณะตา่ งๆร่วมกนั ในเวลาที่เรว็ กวา่ เดมิ

ตัวอย่างการคัดเลือกสายพันธ์ุ โดยอาศัยเครื่องหมายทางพันธุกรรมระดับ โมเลกุลท่ีสามารถเห็นได้ชัดเจน เช่น การปรับปรุงพันธ์ุข้าว ได้มีการศึกษาว่ายีนท่ี ควบคุมความทนเค็มนั้น ถูกควบคุมด้วยยีนหลายตาแหน่ง และพบว่ายีนเหล่านั้น อยู่บนโครโมโซมแท่งต่างๆซึ่งมีลิงค์เกจกับเคร่ืองหมายทางพันธุกรรมในระดับ โมเลกุล เม่ือทาการผสมพันธ์ุเพ่ือถ่ายทอดลักษณะความทนเค็ม ก็สามารถใช้ เครอ่ื งหมายทางพนั ธุกรรมเปน็ ตัวคัดเลือกตน้ ข้าวในรุน่ ลกู

การใชพ้ นั ธุศาสตร์เพื่อศึกษาค้นควา้ หายีนและหน้าทขี่ องยีน เน่ืองจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกเซลล์มีโปรตีน เป็นตัวดาเนินกิจกรรมต่างๆ ของชีวิต ดังนั้นหากมีการยับย้ังการทางานของโปรตีนหรือทาให้เกิดการทางาน ผิดปกติของยีนดังกล่าว จะมผี ลต่อลักษณะของส่ิงมชี ีวิตน้ันๆได้ การเปล่ียนแปลงที่ เกิดขึ้นที่สามารถสังเกตได้ คือการเปลี่ยนแปลงของฟีโนไทป์นั้น ด้วยการศึกษา ย้อนกลับไปว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเกิดข้ึนที่โปรตีนใด ยีนใด ก็จะทราบถึง หน้าที่ของยีนอ่ืนๆน้ันได้ ซ่ึงน่ันคือการชักนาให้เกิดมิวเทชันในส่ิงมีชีวิตหรือการ สร้างมิวแทนท์(mutant) ที่มีการเปลีย่ นแปลงของฟีโนไทป์บางประการแลว้ อาศัย เทคนิคต่างๆทางชีววิทยาระดับโมเลกุล เพ่ือศึกษาว่าเกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นที่ยีน ใด

รศ.ดร.อภิชาติ วรรณะวิจิตรและคณะ จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ศึกษาลักษณะความหอมของข้าว พบว่ายีนที่ควบคุมลักษณะดังกล่าวเป็นยีนด้อย จากการศึกษาแผนท่ียีนร่วมกับเครื่องหมายทางพันธุกรรมรวมทั้งการผสมพันธุ์ การใช้ข้อมูลชีวสารสนเทศ(bioinformation)ของจีโนมข้าว ทาให้สามารถระบุได้ ว่ายีนความหอมในข้าวอยูบ่ นโครโมโซมแท่งที่ 8 และสามารถโคลนยนี Os 2AP ซึ่งควบคุมลักษณะความหอมของข้าวได้สาเร็จ โดยพบว่าโปรตีนท่ีสร้างจากยีน Os 2 AP จะชว่ ยยับย้ังสารที่ให้ความหอม ซ่ึงถ้ายับยั้งการแสดงออกของยนี นีก้ ็จะได้ ข้าวที่มีความหอม

การศึกษาทางพันธุศาสตร์นั้น สามารถนาไปสู่การค้นพบยีนที่ทาหน้าท่ีต่างๆ และ หากค้นคว้าอย่างลึกซึ้งถึงกลไกลการทางานต่างๆของยีนนั้นได้ ก็จะสามารถนาไป ประยกุ ตใ์ ช้ในดา้ นตา่ งๆได้อยา่ งมปี ระสทิ ธภิ าพ และย่ังยืนในอนาคต

การประยกุ ตใ์ ช้เพอื่ สง่ิ แวดล้อม นักเทคโนโลยีชีวภาพ มีความพยายามที่จะใช้วิธีการทาพันธุวิศวกรรมเพื่อสร้าง สายพันธ์ุจุลินทรีย์ หรือพืชท่ีมีความสามารถในการย่อยสลายสารท่ีไม่พึงประสงค์ท่ี ปนเป้ือนในดิน น้า หรือของเสียในโรงงานอุตสาหกรรม หรือเหมืองแร่ก่อนปล่อยลงสู่ ธรรมชาติ อย่างไรก็ดีการใช้ส่ิงมีชีวิตดัดแปลงทางพันธุกรรม สอดคล้องกับกฎหมายการ ควบคมุ การใช้ GMOs ในแตล่ ะประเทศ

จดั ทาโดย 1.นายศุภณฐั สรอ้ ยสนธ์ิ เลขที่ 6 2.นางสาวอินธริ า คาลือฤทธิ์ เลขท่ี 16 3.นางสาวสุทธิดา นวลสงิ ห์ เลขท่ี 26 เสนอ ครทู นงศักด์ิ ผวิ บุญเรือง

เอกสารอา้ งอิง https://sites.google.com/site/biology61054/phanthu-sastr-laea-thekhnoloyi-thang- dna/kar-prayukt-chi-thekhnoloyi-khxng-dna http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3214/images/01-coll-dna-knoll-l.jpg http://www.genednatest.com/DNA_technology_paternity.jpg http://www.drugdevelopment-technology.com/contractor_images/dna-technology/1- dna-technology.jpg http://davengwrites.com/wp-content/uploads/2010/04/dna_2.jpg http://www.nstda.or.th/eng/images/stories/dna%20tec1.jpg http://www.makingmusicmag.com/imgs/1111novdec/10202011webpic31.png http://www.biotechcorp.com.my/wp-content/uploads/2011/11/mas_platform.jpg

การประยกุ ตใ์ ชใ้ นเชงิ นิติ วทิ ยาศาสตร์

การประยกุ ตใ์ ชใ้ นเชงิ นิตวิ ทิ ยาศาสตร์ – DNA เป็นสารพนั ธกุ รรม ซง่ึ DNA ของคนๆเดียวกนั ไมว่ ่าจะมาจากเซลลส์ ว่ นใดของรา่ งกายจะมี รูปแบบท่ีเหมอื นกนั ดงั นนั้ DNA จงึ เป็นเหมือนส่งิ ท่ีบอกใหร้ ูว้ า่ คนๆนนั้ เป็นใครและแตกตา่ งจากคน อ่ืนอยา่ งไร

– โดยท่วั ไปแลว้ การท่ีจะบอกไดว้ า่ คนๆนนั้ เป็นใคร จะพิจารณาจากรูปรา่ งหนา้ ตา วนั เดอื น ปีเกิด ตามขอ้ มลู ในบตั ร ประชาชน หรอื หนงั สือเดนิ ทาง และถา้ จะใหช้ ดั เจนย่ิงขนึ้ อาจดจู ากรอยแผลเป็นหรอื ลายพมิ พน์ ิว้ มือ อย่างไรกต็ าม ลกั ษณะอาจเปลีย่ นแปลงไดต้ ามอายุ หรอื จากอบุ ตั ิเหตุ หรอื จากสารเคมี แมว้ า่ ลายพมิ พน์ ิว้ มือจะไม่ สามารถบอก ความสมั พนั ธท์ างสายเลือดไดว้ า่ ลายพิมพ์ นิว้ มือของลกู นนั้ สว่ นใดไดม้ าจากพอ่ หรอื แม่ แตล่ ายพิมพ์ DNA สรา้ งมาจาก DNA ท่ีไดร้ บั การถ่ายทอดมาจากพอ่ และแมอ่ ย่างละครง่ึ และเปลย่ี นแปลงไมไ่ ด้ จงึ มีลกั ษณะเฉพาะบคุ คลซง่ึ ทาให้ สามารถบอกความ แตกตา่ งของบคุ คลได้ ความแตกตา่ งที่มีความจาเพาะของแตล่ ะบคุ คลนีเ้ องเราจงึ นามาใชป้ ระโยชน์ ไดห้ ลายดา้ น เช่น การพสิ จู นต์ วั บคุ คล การพิสจู นค์ วามสมั พนั ธท์ างสายเลือด การตรวจทางนิติเวชศาสตรเ์ พ่ือหาผกู้ ระทา ความผดิ เป็นตน้ และจากความ แตกตา่ งท่ีมีเฉพาะบคุ คล จงึ ทาใหบ้ คุ คลมีรูปแบบของ DNA ท่ีแตกตา่ งกนั เม่ือใช้ เทคนิคตา่ งๆ เช่น การใช้ RFLP marker ตรวจสอบ จะเกิดเป็นแถบ DNA รูปแบบของแถบ DNA (DNA band) ท่ีเป็นความแตกตา่ งของขนาดชิน้ DNA ท่ีเป็นเอกลกั ษณข์ องแตล่ ะบคุ คล เรยี กวา่ ลายพมิ พ์ DNA (DNA fingerprint) เพราะโอกาสท่ีคนสองคน (ท่ีไมใ่ ชฝ่ าแฝดแท)้ จะมีรูปแบบของลายพมิ พ์ DNA เหมือนกนั มีนอ้ ยมาก

– นอกจากนีไ้ ดม้ ีการใชล้ ายพมิ พ์ DNA เพ่ือ พิสจู นค์ วามเก่ียวพนั ในคดอี าญาท่ีรุนแรง เชน่ ฆาตกรรม ทารา้ ยรา่ งกาย ซง่ึ สามารถ ใชเ้ ป็นหลกั ฐานสาคญั อยา่ งหนง่ึ ประกอบการ พจิ ารณาคดศี าล ตวั อยา่ งเชน่ ในคดี ฆาตกรรมคดหี น่งึ ไดน้ าคราบเลือดของ ฆาตกรท่ีพบในสถานท่ีเกิดเหตแุ ละเลอื ดของ ผตู้ อ้ งสงสยั จานวน 7 คน มาทาลายพิมพ์ DNA และนามาเปรยี บเทียบกนั

– เม่ือนาลายพิมพ์ DNA ของผตู้ อ้ งสงสยั มา เปรยี บเทียบกบั ลายพมิ พ์ DNA ของคราบ เลอื ดฆาตกรพบวา่ เป็นดงั นี้ ภาพการเปรยี บเทียบลายพมิ พ์ DNA ของผตู้ อ้ งสงสยั กบั คราบเลอื ดฆาตกร

– จากภาพดา้ นบนท่ีมีการเปรยี บเทียบลายพมิ พ์ DNA ของผตู้ อ้ งสงสยั ทงั้ 7 คน จะเห็นไดว้ า่ ผตู้ อ้ ง สงสยั หมายเลข 4 มีลายพิมพ์ DNA ใกลเ้ คยี งกบั หลกั ฐานคราบเลอื ดในท่ีเกิดเหตมุ ากท่ีสดุ จงึ อาจ สรุปไดว้ า่ เป็นฆาตกร – ปัจจบุ นั การตรวจลายพมิ พ์ DNA จะใชเ้ ทคนคิ PCR เน่ืองจากเป็นวิธีท่ีงา่ ย รวดเรว็ ประหยดั คา่ ใชจ้ า่ ยและใชต้ วั อยา่ งเลอื ดในปรมิ าณท่ีนอ้ ยในประเทศไทย – การตรวจลายพิมพ์ DNA เรม่ิ โดยกลมุ่ นกั วิจยั จากหลายสถาบนั รว่ มกนั ทางานอยา่ งตอ่ เน่ือง โดยการ ตรวจพสิ จู นค์ วามสมั พนั ธท์ างสายเลือด การหาตวั คนรา้ ยในคดฆี าตกรรม การสืบหาทายาทท่ีแทจ้ รงิ ในกองมรดก นอกจากนีย้ งั นามาใชใ้ นการตรวจคนเขา้ เมืองใหถ้ กู ตอ้ ง กรณีการใหส้ ญั ชาติไทยแก่ ชาวเขาและชนกลมุ่ นอ้ ย เพ่ือสบื สาววา่ บรรพบรุ ุษเป็น

– ชาวเขาท่ีตงั้ รกรากอยใู่ นประเทศไทยหรอื เป็นชนตา่ งดา้ วท่ีอพยพเขา้ มา ซง่ึ มีผลตอ่ การพิสจู นช์ าตพิ นั ธุ์ และการใหส้ ทิ ธิในการอาศยั อยบู่ นแผน่ ดนิ ไทยดว้ ย นอกจากนีย้ งั มีแนวโนม้ วา่ ในอนาคตอาจมีการนา ลายพิมพ์ DNA มาประยกุ ตใ์ ชแ้ ทน การใชล้ ายนิว้ มือ เพ่ือทาบตั รประชาชน ทาใหส้ ืบหาตวั บคุ คลได้ ถกู ตอ้ งรวดเรว็ โดยเฉพาะอยา่ งย่งิ ในกรณีสบื หาตวั บคุ คลท่ีเสยี ชีวติ ในสภาพท่ีบอกไม่ไดว้ า่ เป็น ใคร เชน่ กรณีเครอ่ื งบนิ ตก หรอื ไฟไหม้ – ปัจจบุ นั ในประเทศไทยมีหนว่ ยงานท่มี หี อ้ งปฏบิ ตั กิ ารท่ีตรวจลายพิมพ์ DNA เช่น สถาบนั นิติเวช กองพสิ จู นห์ ลกั ฐาน สงั กดั สานกั งานตารวจแห่งชาติ โรงพยาบาลตา่ ง ๆ เชน่ โรงพยาบาลรามาธิบดี โรงพยาบาลศิรริ าช โรงพยาบาลเชียงใหม่ และสถาบนั นิติวทิ ยาศาสตร์ กระทรวงยตุ ธิ รรม เป็นตน้

จดั ทาโดย น.ส เกวรนิ คาลอื ฤทธิ์ เลขท่ี7 นาย ณฐั วฒุ ิ คาโกน เลขท่ี17 น.ส อรอนงค์ สนุ ะ เลขท่ี27 เสนอ คณุ ครู ทนงศกั ดิ์ ผิวบญุ เรอื ง

การประยกุ ตใ์ ชใ้ นเชงิ การเกษตร

การทาฟารม์ สตั วเ์ พื่อสุขภาพของมนุษย์ – ในการใชเ้ ทคโนโลยีDNA เพ่ือปรบั ปรุงพนั ธสุ์ ตั วใ์ นมีลกั ษณะท่ีดีขึน้ เชน่ เดียวกบั เปา้ หมายหนง่ึ คอื การในการปรบั ปรุงพนั ธสุ์ ตั วท์ ่อี าศยั การผสมพนั ธุ์ และคดั เลือกพนั ธุ์ ดงั้ เดมิ แตด่ ว้ ยเทคโนโลยี DNAทาใหน้ กั วทิ ยาศาสตรส์ ามารถหาไดว้ า่ ยีนท่จี ะทาให้ สตั วม์ ีลกั ษณะตามตอ้ งการ เช่น หมมู ีไขมนั ต่า ววั ใหน้ มเรว็ ขนึ้ และมากขนึ้ เม่ือทราบว่า ยีนควบคมุ ลกั ษณะนนั้ คอื ยีนใดแลว้ จงึ ยา้ ยยีนดงั กลา่ วเขา้ สสู่ ตั วท์ ่ีตอ้ งการ

– อีกรูปแบบหนง่ึ ของการทาฟารม์ ในอนาคต คอื การสรา้ งฟารม์ สตั วท์ ่เี สมือนเป็น โรงงานผลิตยาเพ่ือสกดั นาไปใชใ้ นการแพทย์ ตวั อยา่ งเชน่ การสรา้ งแกะท่ีไดร้ บั การถ่าย ยีนเพ่ือใหส้ รา้ งโปรตีนท่มี อี ยใู่ นเลอื ดของคน และใหแ้ กะผลิตนา้ นมท่ีมีโปรตนี นี้ โปรตีน ชนิดนีจ้ ะยบั ยงั้ เอนไซมท์ ่ีกอ่ ใหเ้ กิดการทาลายเซลลป์ อดในผปู้ ่วยท่ีเป็นโรค ซสิ ตกิ ไฟโปรซิส (cystic fibrosis) และโรคระบบทางเดินหายใจท่ีเรอื้ รงั ชนิดอ่นื ๆ

– ในการสรา้ งสตั วด์ ดั แปลงพนั ธุกรรม (transgenic animal) จะเรม่ิ จากการแยกเซลลไ์ ขอ่ อกจากเพศเมีย และฉีดยนี ท่ีตอ้ งการเขา้ ไปในนิวเคลียสของเซลลไ์ ข่ (microinjection) ซง่ึ จะมีเซลลไ์ ขบ่ างเซลลย์ อมให้ ยีนดงั กลา่ วแทรกเขา้ ในจีโนมของนิวเคลยี สและแสดงออก ได้ จากนนั้ ทาการผสมพนั ธุใ์ นหลอดทดลอง (in vitro fertilization) และถา่ ยฝากเขา้ ในตวั แม่ผรู้ บั เพ่ือให้ เจรญิ เป็นตวั ใหม่ซง่ึ จะมยี นี ท่ีตอ้ งการอยโู่ ดยไม่จาเป็นตอ้ ง มาจากสปีชีสเ์ ดยี วกนั

การสรา้ งพืชดดั แปรพนั ธุกรรม (trensgenic plant) – การสรา้ งพชื ดดั แปรพนั ธกุ รรม (trensgenic plant) เพ่ือใหม้ ียีนของลกั ษณะ ตามท่ีตอ้ งการ เชน่ การชะลอการสกุ ของผลไม้ หรอื เพ่ือยืดเวลาการเก็บรกั ษาผลผลิต มี ความตา้ นทานโรคและแมลง มีความตา้ นทานต่อสารฆา่ แมลงมคี ณุ คา่ ดา้ นอาหารมาก ขนึ้ เป็นตน้ ในพืชสามารถทาไดง้ า่ ยกวา่ ในสตั ว์ เน่ืองจากมีการศกึ ษาเทคโนโลยีในการ เพาะเลยี้ งเนือ้ เย่ือในหลอดทดลอง ซง่ึ สามารถสรา้ งตน้ พืชขนึ้ ใหม่จากเซลลเ์ นือ้ เย่ือ หรอื สว่ นตา่ ง ๆ ของพชื ไดเ้ ป็นเวลาหลายสิบปีมาแลว้ ดงั นนั้ ถา้ สามารถถ่ายยีนเขา้ สเู่ ซลลพ์ ชื ได้ และพชื นนั้ มีเทคโนโลยีการเพาะเลยี้ งเนือ้ เย่ือพืชรองรบั อย่แู ลว้ ก็สามารถสรา้ งพืช ดดั แปลงทางพนั ธุกรรมได้

ตวั อยา่ งการสรา้ งพืชดดั แปลงทางพนั ธุกรรม ไดแ้ ก่ พืชดดั แปรทางพนั ธุกรรมทมี่ คี วามสามารถในการตา้ นทานแมลง – โดยการถา่ ยยีนบที ที ่สี รา้ งสารพิษจากแบคทเี รยี (Bacillua Thuringiensis;BT) สารพษิ นีส้ ามารถทาลายตวั ออ่ นของแมลงบางประเภทอย่างเฉพาะเจาะจง โดยไม่เป็น อนั ตรายตอ่ ส่งิ มชี วี ิตชนิดอ่ืน เม่ือนายีนท่ีสรา้ งสารพษิ ไปใสใ่ นเซลลข์ องพชื เชน่ ฝา้ ย ขา้ วโพด มนั ฝร่งั ยาสบู มะเขือเทศ พืชเหลา่ นีส้ ามารถผลิตสารทาลายตวั หนอนท่ีมากดั กิน ทาใหผ้ ลผลิตของพชื เหลา่ นีเ้ พ่มิ ขนึ้ ลดการใชส้ ารเคมีหรอื ไม่ตอ้ งใชเ้ ลย

พืชตา้ นทานตอ่ โรค – นกั วจิ ยั ไทยสามารถดดั แปลงพนั ธุกรรมของมะละกอใหต้ า้ นทานต่อโรคใบดา่ งจดุ วง แหวน ซง่ึ เกิดจากไวรสั ชนิดหนง่ึ โดยนายีนท่ีสรา้ งโปรตีนเปลือกไวรสั (coat protein gene) ถา่ ยฝากเขา้ ไปในเซลลม์ ะละกอ แลว้ ชกั นาใหเ้ ป็นมะละกอสรา้ ง โปรตีนดงั กลา่ ว ทาใหส้ ามารถตา้ นทานตอ่ เชือ้ ไวรสั ได้ นอกจากนีย้ งั มีการดดั แปลง พนั ธุกรรมของมนั ฝร่งั ยาสบู ใหม้ ีความตา้ นทานตอ่ ไวรสั ท่ีมาทาลายได้

พืชดดั แปรทางพนั ธุกรรมทส่ี ามารถตา้ นสารปราบวชั พืช – เช่นนาเอายีนท่ีตา้ นทานสารปราบวชั พชื ใสเ่ ขา้ ไปในพืชเชน่ ถ่วั เหลือง ขา้ วโพด ฝา้ ย ทา ใหส้ ามารถตา้ นทานสารปราบวชั พชื ทาใหส้ ารเคมีท่ปี ราบวชั พชื ไม่มีผลตอ่ พชื ดงั กลา่ ว และสามารถใชป้ ระโยชนจ์ ากดินและป๋ ยุ อยา่ งมีประสทิ ธิภาพ การปลกู พชื หมนุ เวียนยงั ทาไดง้ า่ ยขนึ้ ผลผลติ ก็เพ่มิ มากขนึ้ ดว้ ย

พืชดดั แปรทางพนั ธุกรรมทมี่ ีคณุ คา่ ทางอาหารเพิ่มข้ึน – เชน่ ในกรณีของขา้ วท่ีเป็นธญั พชื ท่ีเป็นอาหารหลกั ของโลก ไดม้ ีนกั วทิ ยาศาสตร์ นายีน จากแดฟโฟดลิ และยีนจากแบคทีเรยี Erwinia bretaria ถ่ายฝากใหข้ า้ ว ทาให้ ขา้ วสรา้ งวิตามนิ เอในเมลด็ ได้ เรยี กวา่ ขา้ วสีทอง (golden rice) โดยหวงั วา่ การ สรา้ งขา้ วสที อง จะมีสว่ นช่วยในการลดภาวะการขาดวติ ามินในประเทศท่ีขาดแคลน อาหารในโลกได้

พืชดดั แปรทางพนั ธุกรรมเพื่อใหย้ ดื อายุของ ผลผลติ ไดย้ าวนานข้นึ – โดยนายีนท่ีมีผลตอ่ เอนไซมท์ ่สี งั เคราะหเ์ อทิลีนใสเ่ ขา้ ไปในผลไม้ เช่น มะเขือเทศ ทาให้ มะเขือเทศสกุ ชา้ ลงเน่ืองจากไม่มีการสรา้ งเอทิลีนลดความเนา่ เสียของมะเขือเทศ สามารถเก็บรกั ษาไดน้ านขนึ้ และขนสง่ ไดเ้ ป็นระยะทางไกลขนึ้

พืชดดั แปรพนั ธุกรรมอนื่ ๆ – เชน่ ทาใหพ้ ืชตา้ นทานความแหง้ แลง้ ตา้ นทานดนิ เค็ม ดดั แปลงพืชใหแ้ ปลกและแตกตา่ งไปจากเดมิ เพ่ือให้ เหมาะสมกบั ตลาดและความตอ้ งการของมนษุ ยม์ าก ขนึ้ แต่อย่างไรก็ตามพืชดดั แปรพนั ธุกรรม (Genetically Modified Organism : GMOs) ถึงจะมีประโยชนม์ ากมายแตก่ ็ยงั มีขอ้ โตแ้ ยง้ ทางสงั คมเป็นอยา่ งมากวา่ อาจจะไมป่ ลอดภยั กบั ผบู้ รโิ ภคและอาจก่อใหเ้ กิดปัญหาทางดา้ นพนั ธุพ์ ชื พนั ธุส์ ตั ว์ ความหลากหลายทางชีวภาพ การมิวเทชนั และอาจเป็นอนั ตรายตอ่ สง่ิ แวดลอ้ มในอนาคตได้

การปรบั ปรุงพนั ธุโ์ ดยอาศยั วธิ กี ารของ molecolar breeding – ดว้ ยเทคโนโลยีDNAนามาสกู่ ารสรา้ งแบคทีเรยี และแผนท่ีเครอ่ื งหมายทางพนั ธุกรรมตา่ งๆ ทาใหน้ กั ปรบั ปรุงพนั ธสุ์ ามารถนาองคค์ วามรูด้ งั กลา่ วมาใชใ้ นการปรบั ปรุงพนั ธุ์ โดยอาศยั การ คดั เลอื กจากการตรวจหาจากเครอ่ื งหมายทางพนั ธกุ รรมระดบั โมเลกลุ ทดแทนการคดั เลือกจาก ลกั ษณะฟี โนไทป์ เพียงอยา่ งเดยี ว ซง่ึ ทาใหก้ ารปรบั ปรุงพนั ธุต์ า่ งๆทาไดร้ วดเรว็ ขนึ้ และมีความ เป็นไปไดท้ ่ีจะไดพ้ ืชหรอื สตั วพ์ นั ธใุ์ หมท่ ่ีมีลกั ษณะตา่ งๆรว่ มกนั ในเวลาท่ีเรว็ ขนึ้ – ตวั อยา่ งการคดั เลือกสายพนั ธุ์ โดยอาศยั เคร่อื งหมายทางพนั ธกุ รรมระดบั โมเลกลุ ท่ีสามารถ เหน็ ไดช้ ดั เจน เชน่ การปรบั ปรุงพนั ธขุ์ า้ วไดม้ ีการศกึ ษาวา่ ยีนท่ีควบคมุ ความทนเค็มนนั้ ถกู ควบคมุ ดว้ ยยีนหลายตาแหนง่ และพบวา่ ยีนเหลา่ นนั้ อยบู่ นโครโมโซมแทง่ ตา่ งๆซง่ึ มีลิงคเ์ กจกบั เคร่อื งหมายทางพนั ธกุ รรมในระดบั