มหัศจรรย์สิ่งแวดล้อมต่อพันธุกรรม

  • warning: array_map(): Argument #2 should be an array in /home/greenwor/domains/greenworld.or.th/public_html/web/modules/system/system.module on line 1050.
  • warning: array_keys() expects parameter 1 to be array, null given in /home/greenwor/domains/greenworld.or.th/public_html/web/includes/theme.inc on line 1845.
  • warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home/greenwor/domains/greenworld.or.th/public_html/web/includes/theme.inc on line 1845.
รศ.ดร. แก้ว กังสดาลอำไพ

มหัศจรรย์สิ่งแวดล้อมต่อพันธุกรรม

รศ.ดร. แก้ว กังสดาลอำไพ

ในกลุ่มวิชาพิษวิทยาทางอาหารและโภชนาการที่ผู้เขียนรับผิดชอบสอนนั้น มีประเด็นหนึ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับผู้เขียนคือ การที่สิ่งแวดล้อม (ในที่นี้หมายถึง สารอาหารหรือสารพิษ) มีบทบาทต่อการแสดงออกของหน่วยพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอ 

หลายท่านคงทราบว่า ฝาแฝดเหมือนที่เกิดจากไข่ที่ถูกผสมด้วยเสปิร์มเดียวกัน มีหน่วยพันธุกรรมเหมือนกัน 100 เปอร์เซ็นต์ แต่ถ้าแฝดทั้งสองนั้นแยกกันไปอยู่ในสภาวะแวดล้อมต่างกัน ในช่วงวาระสุดท้ายของชีวิต เมื่อมาพบกัน บุคคลที่สามจะเห็นว่า แฝดทั้งสองนี้มีอาการแสดงออกทั้งร่างกายและจิตใจ ตลอดไปถึงสุขภาพการเกิดโรคภัยไข้เจ็บต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นในโลกสีเขียวออนไลน์ฉบับนี้ ผู้เขียนจะขอนำเรื่องยาก แต่มีความสำคัญมากต่อการดูแลสุขภาพมาเล่าให้ฟัง
 
ตัวอย่างที่ขอแสดงในบทความนี้คือ หนูสองตัวที่มีสีขนและขนาดต่างกันนี้ เกิดจากอิทธิพลของปัจจัยจากภายนอกร่างกายมาปรับเปลี่ยนให้การแสดงออกทางพันธุกรรมแตกต่างกัน ทั้งที่หนูทั้งสองมีหน่วยพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอเหมือนกันร้อยเปอร์เซ็นต์
 
หนูที่มีขนสีจางหรือเหลืองทองนั้น เป็นหนูที่มีความเสี่ยงต่อการเป็นโรคเบาหวานและมะเร็งสูงกว่าหนูขนสีเข้มกว่าหรือสีน้ำตาล หนูทั้งสองตัวมีลักษณะขนที่เรียกเฉพาะว่า agouti 
 
คำว่า agouti นั้นเป็นคำอธิบายลักษณะสีขนของสัตว์ไม่ว่าจะเป็นหนู แมว สุนัข ม้า ฯลฯ ที่มีลักษณะสีขนถูกควบคุมด้วยลักษณะพันธุกรรมมากกว่าหนึ่งยีน และสามารถแสดงผลออกมาให้เห็นเป็นสีขนที่ต่างกันได้ ความแตกต่างของสีขนนี้อาจเป็นสีเดียวทั้งตัวที่ต่างกัน หรือหลายเฉดสีในตัวเดียวกัน เช่น สุนัข ที่นำรูปมาให้ดู
 
ความแตกต่างดังที่แสดงออกในรูปสีขนของหนูนั้น เกิดเนื่องจากขณะที่แม่ของหนูทั้งสองซึ่งเป็นหนู agouti สายพันธุ์เดียวกันตั้งท้องแล้ว
ได้กินอาหารต่างกัน อาหารของแม่หนูที่มีลูกขนสีน้ำตาลกินนั้น   เป็นอาหารที่มีกรดโฟลิกครบถ้วน ในขณะที่แม่หนูที่ออกลูกมาขนเป็นสีเหลืองทองกินอาหารที่ขาดกรดโฟลิกหรือมีในปริมาณน้อยมาก 
 
นอกจากกรดโฟลิกแล้วนักวิทยาศาสตร์ยังพบว่า เจ็นนิสตีน (Genistein) ซึ่งเป็นสารธรรมชาติในถั่วเหลืองที่มีการศึกษามานานแล้วว่า ลดความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งเต้านมในสตรีได้ ก็สามารถออกฤทธิ์ในการทำให้สีขนหนูแตกต่างกันได้เช่นกัน โดยมีผลในลักษณะเดียวกับผลของกรดโฟลิกคือ ถ้าแม่หนูกินเจ็นนิสตีนขณะท้อง สีขนของลูกที่ออกมาจะเป็นเฉดสีน้ำตาลตามสัดส่วนเจ็นนิสตีนที่แม่ได้รับ แต่ถ้าไม่ให้กินเจ็นนิสตีน (และไม่ให้กินกรดโฟลิกด้วย) สีขนของลูกจะเป็นสีทอง 
 
นอกจากนี้ยังมีการศึกษาถึงผลของสารพิษที่ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตพลาสติกชนิดโพลีคาร์บอเนต (ซึ่งใช้ผลิตภาชนะใสทนความร้อน เช่น ขวดนมทารก) คือ บิสฟีนอลเอ (bisphenol A) แล้วพบว่า ถ้าแม่หนู agouti ได้รับสารบิสฟีนอลเอในปริมาณต่างกัน ลูกที่ออกมามีสีแปรเปลี่ยนจากสีน้ำตาลไปจนเป็นสีเหลืองทองโดยขึ้นกับปริมาณบิสฟีนอลเอที่เพิ่มขึ้นในอาหารที่แม่หนูแต่ละกลุ่มกิน ดังแสดงในภาพ 
 
ลูกหนูที่มีสีทองนั้นมาจากแม่ที่ได้บิสฟีนอลเอมากที่สุด ในขณะที่ลูกหนูทางขวาสุดที่มีสีน้ำตาลนั้นแม่ไม่ได้รับสารพิษดังกล่าว (แต่ได้กรดโฟลิกครบปริมาณที่ต้องการ) ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า  สารบิสฟีนอลเอออกฤทธิ์คล้ายกับฮอร์โมนเอสโตรเจนในการกำหนดสีขนของหนูชนิด agouti เช่นกัน 
 
การแสดงออกของขนสีน้ำตาลซึ่งเป็นขนปกตินั้นแม่หนูต้องได้รับไวตามินคือ กรดโฟลิกครบปริมาณที่ร่างกายต้องการ ตามความเป็นจริงแล้วสัตว์เลือดอุ่นต้องการไวตามินที่มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนที่ทำงานร่วมกันอยู่สามชนิด คือ กรดโฟลิก ไวตามินบี 6 และไวตามินบี 12 
 
ไวตามินกลุ่มนี้มีในเนื้อสัตว์ เครื่องในสัตว์ ผลไม้หลายชนิด ผักใบเขียว เมล็ดดอกทานตะวันและถั่วเมล็ดแห้งต่างๆ เป็นต้น ไวตามินทั้งสามทำงานร่วมกันในการชะลอความเสื่อมสภาพของร่างกายตามวัย ได้แก่ ความแก่ โรคหัวใจ และมะเร็ง เป็นต้น 
 
จากความรู้ด้านพันธุกรรม ลักษณะที่แสดงออกซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตชั้นสูงทั้งพืชและสัตว์มีลักษณะต่างกันนั้นมีคำรวมที่เรียกว่า ฟีโนไทป์ (phenotype) ซึ่งถูกกำหนดด้วยลักษณะจำเพาะของยีนที่เราเรียกว่า จีโนไทป์ (genotype) ที่อยู่บนดีเอ็นเอในนิวเคลียสของแต่ละเซลล์ 
 
ในการทำงานของยีนที่เป็นส่วนจีโนไทป์นั้นเราอาจใช้คำว่า เป็นการเปิดยีน ซึ่งแต่ละยีนนั้นจะเปิดความเป็นลักษณะเด่นหรือด้อยขึ้นอยู่ว่าได้ยีนใดจากพ่อและแม่ ดังที่เราเคยเรียนกันมาแล้วว่า ในการผสมพันธุ์ดอกไม้ ถ้าสีชมพูเป็นลักษณะเด่นจริงและสีขาวเป็นลักษณะด้อยจริง ลูกรุ่นแรกจะมีสีของลักษณะเด่นคือ ชมพู ทั้งหมด แต่ถ้าเอาลูกที่เป็นสีชมพูมาผสมกัน โอกาสที่จะได้ลูกเป็นสีชมพูต่อขาวคือ 3:1 ตามกฎของเมนเดล
 
อย่างไรก็ดี นอกจากการถ่ายทอดลักษณะเนื่องจากคุณสมบัติของยีนหรือมองให้ลึกคือ การแสดงออกเนื่องจากองค์ประกอบของเบสบนดีเอ็นเอที่เรียงตัวในลักษณะเฉพาะของแต่ละยีนแล้ว ปัจจัยจากสิ่งแวดล้อมคือ อาหารและสารพิษนั้นอาจมีส่วนกำหนดการทำงานด้วย โดยปัจจัยในกรณีนี้เรียกกันว่า epigenetic factor
 
คำว่า epi เป็นคำแสดงถึงลักษณะที่เป็นปัจจัยที่มีผลโดยอ้อม (epi มีรากศัพท์เดิมมาจากความหมายที่ว่า อยู่เหนือขึ้นไปหรืออยู่ข้างบน) ไม่ได้เกี่ยวเนื่องโดยตรงต่อสิ่งที่ถูกกระทบ ส่วนคำว่า genetic นั้นหมายถึง ยีน รวมคำนี้เป็น epigenetic  ซึ่งมีความหมายถึง ผลจากภายนอกที่กระทบต่อการทำงานของยีน 
 
เมื่อเล่ามาถึงตอนนี้ ก็ขอให้ท่านผู้อ่านย้อนกลับไปดูข้อความข้างบนที่ได้เล่าเรื่องการที่หนู agouti ที่ท้องแล้วได้กินอาหารที่มีโฟเลท พอออกลูก หนูก็มีขนสีน้ำตาล ส่วนหนู agouti ที่ได้กินอาหารมีโฟเลทน้อยจนถึงไม่มีเลยนั้น ออกลูกมามีขนสีอ่อนจนถึงสีเหลืองทอง และอีกกรณีคือ การที่แม่หนู agouti ได้สารพิษ “บิสฟีนอลเอ“ ออกลูกขนสีเหลืองทอง แต่แม่หนูที่ไม่ได้รับสารพิษขณะท้องและกินอาหารที่มีสารอาหารครบออกลูกมีขนสีน้ำตาลปกติ 
 
ปรากฏการณ์ดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปว่า การขาดกรดโฟลิกหรือได้รับสารบิสฟีนอลเอระหว่างท้องนั้นส่งผลให้ยีนสร้างขนสีทองของลูกในท้องแสดงออกมาได้ ท่านผู้อ่านต้องไม่ลืมนะครับว่ายีนขนสีทองนี้ทำงานร่วมกับการเป็นโรคอ้วน โรคเบาหวาน และเพิ่มความเสี่ยงการเป็นมะเร็ง
 
ผลของสิ่งแวดล้อมในแง่ของอาหารและสารพิษต่อการแสดงออกของยีนนั้น เป็นเรื่องสำคัญควรได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์ชีวภาพและนักวิทยาศาตร์สุขภาพ เนื่องจากเป็นกุญแจสำคัญในการป้องกันและบำบัดมะเร็งในอนาคต
 
ในส่วนของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวพันกับอาหารนั้น ปัจจุบันมีการวิจัยที่เกี่ยวข้องถึงอิทธิพลของสารอาหารต่อการแสดงออกของยีน หรือเรียกว่า Nutrigenomic เพื่อหาข้อมูลว่าสารอาหารประเภทใดบ้างที่สามารถกำหนดให้ยีนที่ดีทำงาน และยับยั้งการทำงานของยีนไม่ดี
 
“ยีนดี” ที่ผู้เขียนกล่าวนั้นหมายถึง ยีนต้านมะเร็ง ส่วน “ยีนไม่ดี” นั้นหมายถึง ยีนมะเร็ง 
 
หลายประเทศมีการตรวจเซลล์ของคนไข้สตรีด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อหาว่ามียีนไม่ดีคือยีนมะเร็งเต้านมหรือไม่ ถ้าผลการตรวจพบอย่างชัดเจนว่ามีและพร้อมแสดงออก แพทย์จะเสนอให้ผู้ป่วยตัดเต้านมทิ้งเมื่ออายุเกินสามสิบปี (จากนั้นก็อาจบินไปเกาหลีหรือมาไทยแลนด์เพื่อจัดการสร้างเต้านมเทียม ซึ่งทำให้สวยเท่าไรก็ย่อมได้) เพื่อเพิ่มโอกาสการอยู่รอดของคนไข้
 
ดังนั้นการทำวิจัยเพื่อหาทางป้องกันมะเร็งในปัจจุบัน จึงค่อนข้างเน้นไปในการหาชนิดของสารอาหารที่ ปิดการทำงาน ของยีนมะเร็ง และพร้อมกันนั้นต้องพยายามทำให้มีการ เปิดยีนทำลายสารพิษให้มากขึ้น
 
กรดโฟลิกหรือบางครั้งเรียกว่าโฟเลทนั้น เป็นไวตามินที่มีความสำคัญต่อการแบ่งเซลล์และการซ่อมแซมหน่วยพันธุกรรมเป็นอย่างยิ่ง นอกจากนี้การทำงานของกรดโฟลิก ไวตามินบี 6 และไวตามินบี 12 นั้น ช่วยให้มีการควบคุมการปิดเปิดยีนบางยีนได้อย่างปกติ
 
ในต่างประเทศโดยเฉพาะสหรัฐอเมริกาให้ความสำคัญเกี่ยวกับกรดโฟลิกมาก และอยู่ในระหว่างการพิจารณาว่า ต้องแนะนำให้ประชาชนเน้นการบริโภคอาหารที่มีกรดโฟลิกเป็นประจำเพื่อป้องกันมะเร็งหรือไม่ 
 
ในประเทศไทยนั้น การจะแนะนำให้ประชาชนบริโภคอาหารหรือสารอาหารอะไรเป็นพิเศษก็คงต้องรอฟังว่า ประเทศที่เจริญแล้วหรือองค์กรระหว่างประเทศจะเอาอย่างไร เราก็คงเอาด้วยแน่ และที่น่าทำเป็นอย่างยิ่งคือ การหาสารอาหารที่ทำให้เด็กซึ่งเป็นไม้อ่อนดัดได้ มีโอกาสได้รับสารอาหารที่เปิดยีนการเป็นคนดี สุภาพ มีศีลธรรม เข้าใจหน้าที่ของตนว่า เมื่อได้รับเลือกให้ทำอะไร ก็ทำหน้าที่นั้นอย่างดีให้สมบูรณ์แบบ ไม่ใช่อยู่ดีๆ ก็ถอดเกือกที่ใส่เพื่อแสดงความทรงเกียรติมาวางบนโต๊ะ เสมือนเตรียมขว้างหน้าฝ่ายตรงข้าม หรือเพื่อให้นักข่าวถ่ายรูปไปลงหนังสือพิมพ์ว่าตนเองก็สามารถทำอะไรเลวแบบอินเตอร์ได้นะเฟ้ย