GMOs คืออะไร?

GMOs ย่อมาจาก Genetically modified organisms (GMMs ที่หมายถึง Genetically modified micro-organisms ใช้สำหรับจุลินทรีย์) ซึ่ง organisms นี้มีการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรม หรือ DNA ไปจนไม่ใช่สิ่งที่เกิดตามธรรมชาติของการผสมพันธุ์หรือปรับปรุงพันธุ์ตามธรรมชาติ การใช้วิธีของ recombinant DNA technology หรือ genetic engineering นั้นทำให้สามารถสอดใส่ยีนส์ที่จำเพาะจาก organism หนึ่งไปสู่สิ่งมีชีวิตาอื่น ซึ่งในบางครั้งไม่ใช่กลุ่มเดียวกัน หรือเกี่ยวข้องใกล้เคียงกันเลย

ผลิตภัณฑ์จากสารพันธุกรรม คือโปรตีน ซึ่งเกิดจากการต่อกันของกรดอะมิโนให้ขนาดยาวมากน้อยต่างกัน มีหน้าที่มากมาย เช่น เป็นโครงสร้างของร่างกาย เช่นกล้ามเนื้อ เป็นเอ็นไซม์ที่ไปเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีมากมายในร่างกายทั้งการสร้างและการเผาผลาญให้พลังงานของสารชีวโมเลกุลหลัก เช่นไขมัน คาร์โบฮัยเดรต และโปรตีน และสารอื่น ๆ เช่นไวตามิน นอกจากนี้สารพวกโปรตีนหรือโพลีเปปไทด์ ยังเป็นสารช่วยการดำรงชีวิต เช่นฮอร์โมน (อินสุลิน) สารกลุ่มที่เร่งการเจริญเติบโต สารแสดงภูมิต้านทาน หรือเป็นตัวพาสารอื่น ไปมาเข้าออกเซลล์ เป็นตัวรับสารเพื่อการทำงานของเซลล์ เป็นต้น หากการทำงานของโปรตีนเหล่านี้ผิดปกติไป ซึ่งบางส่วนเกิดจากการผิดพลาดในการทำงานของยีนส์ก็อาจทำให้เกิดโรคต่าง ๆ ได้ คนเราจึงต้องศึกษาหายาต่าง ๆ ที่จะมารักษาด้วยรูปแบบต่าง ๆ เช่น การใช้ GMOs และ gene therapy

จึงกล่าวโดยรุปได้ว่า สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรม ( GMOs ) นั้นหมายถึง สิ่งมีชีวิตที่ได้จากกระบวนการปรับปรุงทางพันธุกรรมหรือได้รับการตัดแต่งยีน โดยใช้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรม เพื่อเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมของพืช และสัตว์ ให้มีคุณสมบัติเพิ่มเติมจากธรรมชาติตามที่มนุษย์ต้องการ

ลักษณะ และคุณสมบัติของพืชที่ได้รับการตัดแต่งพันธุกรรม ตามที่มนุษย์ต้องการ เช่น
       1. พืชที่ต้านทานโรค เช่น โรคที่เกิดจากเชื้อไวรัส แบคทีเรีย และเชื้อรา
       2. พืชที่ต้านทานต่อแมลงศัตรูพืช ยากำจัดวัชพืช
       3. พืชที่ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม เช่น ภาวะแห้งแล้ง ดินเค็ม หรือเป็นกรด
       4. พืชที่สามารถชลอการสุกได้ เช่น ผลไม้ที่สุกช้า
       5. พืชที่มีสารอาหาร เช่น ไขมัน โปรตีน วิตามิน เบต้าแคโรทีน และคาร์โบไฮเดรต ในลักษณะและปริมาณตามที่ต้องการ
       6. พืชที่ถูกลดสารที่เป็น allergen ( สารที่ทำให้เกิดภูมิแพ้ )

       กระบวนการสร้าง GMOs

เนื่องจากนิยามของ GMOs นั่นคือสิ่งมีชีวิตที่มีการตัดต่อยีนส์ (บ้างเรียกตัดแต่งยีนส์) ดังนั้นกระบวนการสร้าง GMOs จึงมีวัตถุประสงค์ สร้างสิ่งมีชีวิตสายพันธ์ใหม่ ทั้ง ไวรัส แบคทีเรีย พาราไซต์ พืช และ สัตว์ เพื่อประโยชน์ด้านต่าง ๆ เช่น

กระบวนการสร้าง GMOs แบ่งขั้นตอนคร่าว ๆ ได้ดังนี้

1.แยกสารพันธุกรรม ซึ่งคือ DNA ที่เราต้องการ อาจนำมาจากคน สัตว์ หรือพืช

2.ใส่เอ็นไซม์บางชนิด เพื่อตัด DNA นั้นออกเป็นเส้นสั้น ๆ ให้ได้ ยีนส์เฉพาะส่วนที่เราต้องการ

3.บังคับใส่ยีนส์ที่ทำไว้แล้วจากข้างต้นให้เข้าในแบคทีเรียสายพันธ์เฉพาะ (หรือไวรัส) ให้ได้เพียงเฉลี่ยตัวละชิ้น ตัวอย่างแบคทีเรียที่นิยมใช้ได้แก่ Escherichia coli ที่เรียกอย่างย่อ ว่า อี โคไล (E. coli)

4.เพาะเชื้อดังกล่าวนี้ แล้วตรวจสอบว่ามี ชิ้นส่วน DNA ที่เราต้องการอยู่จริงหรือไม่

5.คัดเลือกตัวแบคทีเรียที่ดี มาเพาะเลี้ยงให้ได้สาร DNA ที่เราต้องการมาก ๆ เพราะเป็นที่ทราบว่าจุลินทรีย์นั้นเจริญเติบโตเพิ่มจำนวนได้เร็วมาก

6.หาลำดับของยีนส์ (ลำดับเบส 4 ชนิด Adenine T Cytosine Guanine ) ตัดต่อยีนส์ส่วนที่ได้มาให้เหมาะสม แล้วใส่ Promoter เข้าไป

7.ใส่กลับเข้าไปในสิ่งมีชีวิตอื่นที่เราต้องการ เช่น ไวรัส แบคทีเรีย พืช หรือ สัตว์ ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เองจะแสดงคุณสมบัติที่เราอยากให้เกิด เช่นสร้างสิ่งที่เราต้องการออกมา หรือเจริญเติบโตเร็ว

ผลิตภัณฑ์ที่จัดเป็นกลุ่ม GMOs

มีการนำเทคนิคการตัดต่อยีนส์ มาใช้ในหลาย ๆ ด้าน เช่น ยา วัคซีน สารตรวจสอบทางห้องปฏิบัติการ อาหาร สัตว์ พืช เนื้อสัตว์ สารที่ใช้ทางปศุสัตว์ ผลิตภัณฑ์เกษตร ทั้งหมดที่กล่าวมานี้ ไม่ใช่ว่าทุกชนิดจะเป็น มีเพียงบางกลุ่มเท่านั้น

ยาที่พบว่าจัดเป็น GMOs ได้แก่ อินสุลิน บางชนิด ที่ใช้กับผู้ป่วยเบาหวาน (มีการรับรองโดย องค์การอาหารและยา ของสหรัฐอเมริกา ให้ใช้ได้ในปี พ.ศ. 2525) growth hormone สำหรับเด็กแคระแกรนผิดปกติ ยาปฏิชีวนะ วิตามิน บี 2 และ gene therapy

วัคซีน ที่เห็นได้ชัดคือ วัคซีนรักษาโรคเอดส์ นอกจากนี้ได้แก่ วัคซีนโรคพิษสุนัขบ้า

ชุดที่ใช้ทางห้องปฏิบัติการ เช่น ชุดตรวจสอบยาปฏิชีวนะตกค้างในน้ำนม

ตัวอย่างพืชที่มีการตัดต่อยีนส์ มักใช้ในการเกษตรกรรม ให้ทนต่อสภาพแวดล้อม (ความแห้งแล้ง สารฆ่าวัชพืช การติดเชื้อราหรือไวรัส รวมทั้งต่อแมลง ต่าง ๆ) เช่น ผ้าย ถั่วเหลือง ข้าวโพด มะเขือเทศ มันฝรั่ง ต้น rapeseed การให้ผลิตสิ่งที่ต้องการ เช่น ดอกคาร์เนชั่นกำหนดสี ต้นข้าวสาลีที่ให้ได้แป้งสาลีที่มี gluten ที่ดีเหมาะแก่การทำขนมปัง ฯลฯ

ในการทดลองทางวิทยาศาสตร์มีการใช้สัตว์ทดลองที่มีการตัดต่อยีนส์ในการศึกษาความผิดปกติทางพันธุกรรม และหาทางรักษา หรือพัฒนาการรักษาต่าง ๆ หรือมีการทดลองใช้สัตว์ตัดต่อยีนส์นี้เพื่อใช้ในการผลิตยาหรือสารต่างๆ ออกมามากมาย

ในฟาร์มบางแห่ง ให้สารเร่งการเจริญเติบโต (growth hormone) ที่ผ่านการตัดต่อยีนส์แก่ปศุสัตว์ เช่นวัว เพื่อให้โตไว มีเนื้อเยอะ และให้นมมาก ซึ่งพบว่าสารนี้ตกค้างในน้ำนม มีการนำน้ำนมนี้มาขายโดยไม่ได้ติดฉลากระบุว่าได้จากวัวที่ได้รับสารตัดต่อยีนส์

สำหรับสัตว์ที่ได้รับการตัดแต่งทางพันธุกรรมนั้น เรียกว่า transgenic animal ซึ่งได้จากการพัฒนากลไกการทำงานที่ทำให้ยีน หรือ DNA จากสิ่งมีชีวิตอื่น ถูกบรรจุแทรกเข้าไปใน genome ของสัตว์ อีกชนิดหนึ่ง ด้วยวิธีการต่างๆ ส่วนใหญ่จะใช้ทำประโยชน์ในด้านการวิจัย ใช้เป็นต้นแบบในการศึกษาขั้นตอนของการเกิดโรคบางชนิดในคนเพื่อพัฒนายาและวิธีการรักษาอาการผิดปกติต่างๆ และใช้ในการผลิต เอนไซม์ ฮอร์โมน และโปรตีนต่างๆที่มีคุณค่า และประโยชน์แก่มนุษย์ การศึกษาวิจัยสัตว์ GMOs ที่ให้ประโยชน์ในทางอาหาร อาทิเช่น

1. transgenic cow ชื่อ Rosie เป็นวัวตัวแรก ที่สามารถให้โปรตีนมนุษย์ออกมาในน้ำนมวัวของมัน ซึ่งโปรตีนที่มันผลิตได้ในน้ำนมนั้น ได้แก่ human alpha-lactalbumin ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนทั้งหลายที่ทารกต้องการใช้ในการเจริญเติบโต โปรตีนชนิดนี้ตามธรรมชาติจะพบในน้ำนมคนเท่านั้น

2. rBGH หรือ recombinant Bovine Growth Hormone เป็นฮอร์โมนที่ได้มาจากการทำพันธุวิศวกรรม ฮอร์โมนจากพันธุวิศวกรรมนี้ หากฉีดเข้าไปในแม่วัวทุกอาทิตย์เว้นอาทิตย์ จะสามารถบังคับให้แม่วัวผลิตนมเพิ่มขึ้นมากกว่าที่ร่างกายของมันจะผลิตได้ตามปกติ rBGH จะมีความคล้ายคลึงกับฮอร์โมนที่วัวผลิตขึ้นเองตามธรรมชาติ ฉะนั้นการเพิ่มระดับของฮอร์โมนชนิดนี้ ทำให้วัวผลิตน้ำนมได้เพิ่มขึ้น