มาทำความรู้จักกับ "ยีน และจี เอ็ม โอ" กันเถอะ

          ปัจจุบันความขัดแย้งทางความคิดเกี่ยวกับจีเอ็มโอ (GMO) ยังรุนแรงอยู่ทั่วโลก การสร้าง ความเข้าใจ ในเรื่องนี้จึงนับว่ามีความสำคัญมาก ความเป็นมาในเรื่องนี้ สืบเนื่องมาจากความเป็น ห่วงเรื่อง การผลิตอาหาร ให้เพียงพอกับความต้องการ ของประชากรโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในประเทศ ที่กำลังพัฒนาและยากจน จากการคาดการณ์ของสหประชาชาติ อัตราการเพิ่ม ตกประมาณ 9,000 คนต่อชั่วโมง จากปี ค.ศ.2000 ที่มีอยู่ประมาณ 6,000 ล้านคน ประชากรของโลก จะเพิ่มขึ้นเป็น 10,000 ล้านคน ในปี ค.ศ.2020 ในขณะเดียวกัน อัตราการผลิตอาหาร มิได้เพิ่มขึ้น เป็นสัดส่วน ดังกล่าว จึงจำเป็นต้องหาแนวทาง เพิ่มการผลิตอาหารให้เพียงพอให้ได้

          ปัญหาการผลิตอาหารให้เพียงพอนั้น ยังเป็นเรื่องที่ยัง มีแนวความคิดขัดแย้งกัน กลุ่มหนึ่งเห็นว่า ความสามารถในการ ผลิตอาหาร ให้พอเลี้ยง ประชากรโลก นั้น ยังมีศักยภาพสูงอยู่ ดังจะเห็นได้จากการ ที่ประเทศ ที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกา หรือยุโรปก็ตาม สามารถ ผลิตอาหารได้จนล้นเหลืออยู่ ในขณะนี้ อย่างไรก็ตาม กลุ่มดังกล่าว มิได้วิเคราะห์สถานการณ์ ของ ประเทศกำลัง พัฒนาที่ยากจนที่ ขาดทรัพยากรในการผลิต ขาดปัจจัย ในการซื้อหาอาหารหากผลิตไม่พอ และขณะเดียวกัน ประชากร ของประเทศเหล่านี้ เพิ่มขึ้นรวดเร็วกว่าประชากร ในประเทศที่พัฒนาแล้วมาก

          เมื่อประเมินสถานการณ์ดังกล่าวแล้ว สรุปว่า การผลิตอาหารในยุคต่อไปนี้ ต้องใช้เทคโนโลยีระดับสูง และใช้การจัดการที่ดีขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากทรัพยากรมีจำกัด ที่ดินสำหรับการเกษตรก็ลดลงทุกปี ปัญหาสิ่งแวดล้อมทวีความรุนแรงขึ้นเป็นต้น เทคโนโลยีขั้นสูงในการผลิตทางการเกษตรนั้น เชื่อกันว่า คือเทคโนโลยีชีวภาพนั่นเอง

          เทคโนโลยีชีวภาพ เป็นความพยายามที่จะใช้ สิ่งมีชีวิต หรือชิ้นส่วนของ สิ่งมีชีวิตในการผลิต ไม่ว่าจะเป็นการเกษตร การแพทย์ สาธารณสุข อุตสาหกรรม และสิ่งแวดล้อมก็ตาม มนุษย์คุ้นเคย กับการใช้จุลินทรีย์ ในกระบวนการผลิตอาหาร มานานแล้ว เช่นอาหารหมักดอง เหล้า ไวน์ เบียร์ เป็นต้น ในสมัยที่เทคโนโลยีชีวภาพ ก้าวหน้ามากขึ้น มีการเลือกใช้ เฉพาะจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพสูงเท่านั้น เมื่อไม่สามารถ เสาะหาได้ตามธรรมชาติ แนวความคิดที่จะ พัฒนาสายพันธุ์ใหม่จึงเกิดขึ้น ซึ่งเป็น แนวความคิดเดียวกัน กับการปรับปรุงพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์ ในการเกษตรนั่นเอง

           การใช้เทคโนโลยีชีวภาพก้าวหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พันธุวิศวกรรมที่ได้ ผลิตภัณฑ์จีเอ็มโอ เป็นเรื่องที่กำลังได้รับความสนใจ จากประชาชนทั่วไป ซึ่งทำความเข้าใจในดังนี้

จีเอ็มโอคืออะไร

          การพัฒนาสายพันธุ์ใหม่ อาจทำได้โดย การผสมพันธุ์ระหว่างสองสายพันธุ์ ที่มีลักษณะดีต่างกัน เพื่อเป็นการถ่ายทอดลักษณะหรือยีนที่ต้องการ การทำเช่นนั้น จึงจะได้ลูกผสมที่มียีนต่างๆ จากทั้งพ่อ และแม่เข้าไปรวมกันอยู่ทั้งยีนที่ต้องการ และไม่ต้องการจะต้องใช้เวลามาก ในการคัดเลือกเอาเฉพาะ สิ่งที่มีชีวิตที่มียีน ตามต้องการ ในการผสมพันธุ์พืชชั้นสูง อาจใช้เวลาเป็นสิบปี จึงจะได้พันธุ์ใหม่ที่มี ยีนตามต้องการ ดังนั้น จึงได้มีการคิดค้นวิธีการถ่ายทอดยีนที่ต้องการเพียงตัวเดียว เข้าไปยังสายพันธุ์ ที่ต้องการใช้ประโยชน์ ผลิตผลที่ได้รับ คือสิ่งที่มีชีวิตที่เรียกกันว่า จีเอ็มโอ นั่นเอง

จีเอ็มโอ ฝืนธรรมชาติหรือไม่

          คนส่วนมากยังเชื่อว่า จีเอ็มโอ ไม่ใช่ผลิตผลของธรรมชาติ ประเด็นสำคัญ คืออะไรที่เรียกว่า "ธรรมชาติ" การเกษตรสมัยนี้เปลี่ยนไปจากยุคดึกดำบรรพ์มาก อาหารจากป่าอาจเรียกได้ว่ามา จากธรรมชาติ แต่อาหารที่ผลิตกันอยู่ในปัจจุบัน ได้รับการพัฒนาเปลี่ยนแปลงมามากแล้ว การพัฒนาพันธุ์พืช ได้ใช้วิชาการ ทางพันธุ์ศาสตร์มาเป็นเวลานาน ทั้งหลักการกลายพันธุ์หรือ mutation การผสมข้าม ระหว่างชนิดพันธุ์ หรือ interspecific crosses ซึ่งเป็นการถ่ายทอด ยีนจาก ชนิดพันธุ์อื่นนั่นเอง

          ความสามารถของนักวิชาการสมัยนี้ สามารถตัดต่อแต่งยีนและถ่ายฝากกันได้ แทบไม่มี ขอบเขตจำกัดเป็นวิถีทางในการใช้เทคโนโลยี เป็นเครื่องมือใหม่ ในการพัฒนาเท่านั้นเอง

ยีนคืออะไร
          เราคงเคยได้ยินบ่อยครั้งว่ายีนคือ หน่วยพันธุกรรม ที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่ ไปสู่ลูกหลานได้ ยีนเป็นส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอ ที่มีส่วนประกอบของเบส สี่ตัวเรียงราย กันอยู่ อาจอยู่บนโครโมโซม หรือส่วนอื่นใดของเซลล์ก็ได้ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด จะมีมวลสารดีเอ็นเอ และจำนวนยีนแตกต่างกัน เช่น แบคทีเรีย มียีนประมาณ 4,000 ยีน แมลงหวี่ 20,000 ยีน พืชชั้นสูง 30,000-50,000 ยีน และ มนุษย์ประมาณ 100,000 ยีน เป็นต้น มวลสารดีเอ็นเอและจำนวนยีนจึงเป็นเอกลักษณ์ของสิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดพันธุ์ (species) ซึ่งเรียกกันทางวิชาการว่า จีโนม (genome) ดังนั้นจีโนมข้าวจึงเล็กกว่า จีโนมของมนุษย์

          ยีนในสิ่งมีชีวิตอาจจัดเป็นสามกลุ่ม คือ กลุ่มแรก ทำหน้าที่สร้างโปรตีน ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในโครงสร้าง และการทำปฏิกริยาทางเคมี กลุ่มที่สอง ทำหน้าที่ กำกับ การทำงานของยีนตัวอื่น ที่จะกำหนดให้ทำหน้าที่ตรง ไหนและเมื่อใด (regulatory genes) และกลุ่มที่สามเป็นยีน ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุม ให้การใช้ ข้อมูลซึ่งเก็บอยู่ ในดีเอ็นเอนั้น ได้ถูกใช้อย่างถูกต้อง

การแสดงออกของยีน

          ความรู้เรื่องยีนนั้นมีมากมาย งานวิจัยจีโนม ทั้งของมนุษย์ พืช และสิ่งมีชีวิตอื่น จะเป็น เสมือนการเปิดตำราแห่งชีวิต เรื่องของยีนจะถูกเปิดเผยมากขึ้น ในขั้นนี้ เรารู้เพียงว่าการทำงาน ของยีนนั้นสลับซับซ้อนมาก แม้จะรู้ว่ายีนอะไร อยู่ตรงส่วนไหน ของเส้นดีเอ็นเอ แต่การแสดงออก ของยีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับยีนตัวอื่น ๆ อีกหลายตัว อย่าลืมว่ายีนก็คือ ดีเอ็นเอส่วนหนึ่งซึ่งมีขนาด ความยาวแตกต่างกัน ยีนและตัวมีหน้าที่ แตกต่างกันดังได้กล่าวมาแล้ว ยีนที่สร้างโปรตีนจะทำงาน เมื่อได้รับคำสั่งจาก ยีนอีกตัวหนึ่ง หรือหลายตัว ดังนั้น การที่ยีนตัวหนึ่งหรือดีเอ็นเอชิ้นหนึ่ง หลุดเข้าไป ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่น จึงไม่อาจทำงานได้ด้วยตัวของมันเอง นอกจากนั้นธรรมชาติ มีกระบวนการคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection) อยู่แล้ว ที่พร้อมจะขจัด ชิ้นส่วนดีเอ็นเอ นั้นออกไป หรือแม้แต่ขจัดสิ่งมีชีวิตนั้นออกไป หากไม่มีความสามารถ ปรับตัวได้

          สิ่งมีชีวิตทุกรูปนามเติบโตมาจากเซลล์เดียวทั้งนั้น เป็นเรื่องแปลกที่ทำไม จากเซลล์เริ่มต้น เซลล์เดียวจึงสามารถเจริญเป็นจุลินทรีย์ เป็นพืช สัตว์ ได้ เมื่อละอองเกสรพืช ผสมกับรังไข่ก็ กลายเป็นเอ็มบริโอเซลล์เดียว แล้วจึงเจริญเติบโต เป็นพืช เอ็มบริโอจากสัตว์ก็เจริญเป็นสัตว์ คำตอบในเรื่องนี้ก็คือ แต่ละเซลล์ มีมวลยีน ที่ต่างกันและทำหน้าที่ต่างกันนั่นเอง แท้จริงแล้วเซลล์ แต่ละเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ชนิดพันธุ์เดียวกัน จะมีมวลยีนเหมือนกันหมด เช่น ในมนุษย์หากมียีน อยู่ทั้งหมด หนึ่งแสนยีนไม่ว่าจะเป็นเซลล์จากอวัยวะอะไร ตับ ไต ปอด ก็ย่อมมียีนจำนวนหนึ่งแสน เช่นเดียวกัน เป็นต้น อย่างไรก็ตาม ยีนเหล่านั้นจะไม่แสดงออกหรือทำงานพร้อมกัน ดังนั้นยีนทุกตัว จึงมีช่วงทำงาน (turn-on) และช่วงพักตัว (turn-off) ทั้งสิ้น

พันธุวิศวกรรม-การตัดต่อตัดแต่งยีน

          กระบวนการตัดต่อตัดแต่งยีน และการถ่ายฝากยีน ที่นำไปสู่การผลิต จีเอ็มโอนั้น มีชื่อเรียกกันหลายอย่าง เช่น genetic engineering, genetic modification, genetic manipulation, genetic transformation, recombinant DNA technology, gene technology เป็นต้น คำต่างๆ เหล่านี้ รวมทั้ง "gene transfer" และ "transgenic" ทำให้เกิดความเข้าใจไขว้เขว ได้มาก ทำให้เข้าใจว่า เป็นกระบวนการ นำยีนแปลกปลอมจาก สิ่งมีชีวิตที่ห่างไกลกันถ่ายฝากให้กัน แต่ความเป็นจริงแล้ว กระบวนการพัฒนาจีเอ็มโอนั้นมี หลากหลาย มีระดับความปลอดภัย แตกต่างกัน ดังจะได้กล่าวถึงต่อไป

ชนิดของจีเอ็มโอ

          การจัดกลุ่มจีเอ็มโอนั้น น่าจะจัดตามระดับความปลอดภัยดังนี้

          กลุ่มที่มีความปลอดภัยสูงมาก ตัวอย่างเช่น การตัดต่อตัดแต่งยีนภายในพืช พวกผลไม้เพื่อชะลอการสุกงอม โดยวิธีที่เรียกว่า antisense เป็นการกลับข้างคู่ ดีเอ็นเอหรือยีน ที่ควบคุมการสร้างสารเอ็ททีลีน ทำให้ผลไม้สร้างสารนี้ไม่ได้หรือได้น้อย เป็นต้น การควบคุมการทำงานของยีนดังกล่าวจึงไม่น่ามีผลทางลบแต่อย่างใด

          กลุ่มที่มีความปลอดภัยมาก คือ กลุ่มที่นำยีนจากพืชพันธุ์ป่า มาถ่ายฝาก ให้พันธุ์ปลูก เช่น กรณีที่นำยีนต้านทานต่อโรค ใบไหม้ในข้าว จากข้าวป่ามาถ่ายฝาก ในข้าวพันธุ์ปลูก เป็นต้น

          กลุ่มที่มีความปลอดภัย คือ กลุ่มที่นำยีนจากจุลินทรีย์ที่ไม่ก่อเกิดโรค มาถ่ายฝากให้พืช เช่น กรณีของการนำ coat protein gene จากไวรัสถ่ายฝากให้พืช เพื่อให้ต้านทานโรคไวรัสนั้นเป็นต้น

          กลุ่มที่มีความเสี่ยง คือ กลุ่มที่นำยีนมาจากจุลินทรีย์ที่อาจก่อเกิดโรคได้ โดยปรกติแล้วนักวิจัยจะไม่เลือกนำยีนดังกล่าวมาใช้ แต่โอกาสความผิดพลาด อาจเกิดขึ้นได้ ดังนั้นจึงควรให้การดูแลความปลอดภัยทุกขั้นตอน

มุมมองเรื่องจีเอ็มโอ

          ผู้คัดค้านการใช้เทคโนโลยีนี้ มีมุมมองทางลบสองเรื่องหลักๆ คือเรื่องความปลอดภัยและ เรื่องการต้องพึ่งพาเทคโนโลยีจากบริษัท หรือ ต่างชาติมากขึ้น ที่จริงแล้วฝ่ายผู้สนับสนุนมีความเชื่อ ว่า ความปลอดภัยทางชีวภาพนั้น อยู่ในวิสัย ที่จะควบคุมดูแลได้ ความเป็นห่วงเรื่องยีนต้านทาน แอนตี้ไบโอติก ที่ใส่ไปควบคู่กับ ยีนหลัก ในการถ่ายฝากนั้น ก็กำลังได้รับการแก้ไขในอนาคต อาจไม่ใช้เลย ความปลอดภัย ก็จะเพิ่มขึ้น

          ความเป็นห่วงเรื่องทรัพย์สินทางปัญญา ที่ผูกอยู่กับยีนและการถ่ายฝากนั้น เป็นเรื่องสำคัญมาก ที่นักวิชาการในประเทศที่กำลังพัฒนาตระหนักดี จึงได้ดำเนินการ สร้างความสามารถให้ทำได้ เหมือนประเทศที่พัฒนาแล้วทั้งการสร้างสถาบัน การพัฒนากำลังคน เครื่องมือและความสามารถ ต่างๆ ปัจจุบันมีหลายอย่าง ที่ประเทศไทยทำได้เอง เช่น เรื่องการพัฒนายีนจากไวรัส แล้วถ่ายฝาก ให้พืช เช่น พริก มะเขือเทศ มะละกอ และถั่วฝักยาว ต้านทานโรคไวรัสได้แล้ว พร้อมที่จะส่งเสริม ให้เกษตรกรใช้ต่อไป

ที่มา : http://www.nstda.or.th/scimag/