เรื่องที่ไม่ค่อยจะมีคนพูดกันของอาหารจีเอ็มโอ ตอนที่ 1

รศ.ดร. แก้ว กังสดาลอำไพ

เรื่องที่ไม่ค่อยจะมีคนพูดกันของอาหารจีเอ็มโอ ตอนที่ 1

รศ.ดร. แก้ว กังสดาลอำไพ

หน่วยพันธุกรรม (หรือที่เรียกกันสั้นๆ ว่า ดีเอ็นเอ) ของสิ่งมีชีวิตสามารถเกิดการกลายพันธุ์ได้เองตามธรรมชาติ ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลง ดีขึ้นบ้าง เลวลงบ้าง หรือไม่มีผลอะไร ขึ้นอยู่ว่าการเปลี่ยนนั้นเกิดตรงไหนของดีเอ็นเอ

การกลายพันธุ์ที่ดีขึ้นนั้นมีแน่ เพราะการที่สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กพัฒนาขึ้นมาจนกลายเป็นมนุษย์ (ตามทฤษฎีที่ทางวิทยาศาสตร์เชื่อนั้น) ก็ดูเป็นของดี แต่ถ้ามองในสายตาของสิ่งมีชีวิตอื่นในโลก ก็อาจเป็นของไม่ดีได้ เพราะมนุษย์เป็นสัตว์ที่ทำลายสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในโลก

ส่วนการกลายพันธุ์ที่ไม่ดีนั้น ถ้าเราเอามนุษย์เป็นที่ตั้งก็จะพบว่า การกลายพันธุ์ก่อให้เกิดมะเร็ง ซึ่งเป็นสาเหตุการตายที่มนุษย์เรากลัวที่สุด รองลงมาคือ การเกิดโรคทางพันธุกรรม เช่น โรคโลหิตจาง โรคโลหิตไหลไม่หยุด โรคปัญญาอ่อนต่างๆ เป็นต้น

การกลายพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมานี้ มีสาเหตุมาจากปัจจัยทางกายภาพ เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต การผสมข้ามพันธุ์กัน หรือความผิดพลาดระหว่างการแบ่งเซลล์ ส่วนปัจจัยจากสารเคมีนั้น มีทั้งสารก่อกลายพันธุ์ที่เกิดเองในธรรมชาติแล้วมนุษย์นำมาใช้ หรือมนุษย์ประดิษฐ์ขึ้นมาเพื่อใช้ในวัตถุประสงค์หนึ่งแต่ไปเกิดโทษที่ไม่พึงปรารถนา เช่น การประดิษฐ์สารเคมีช่วยในการผลิตพลาสติกที่มีผลข้างเคียงคือ ทำให้สิ่งมีชีวิตในสิ่งแวดล้อมมีการเปลี่ยนแปลงในระบบฮอร์โมนเพศ เป็นต้น

แต่การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นนี้ ผลิตผลที่ได้ส่วนมากขึ้นอยู่กับกระบวนการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ทำให้ไม่ได้คุณสมบัติที่จำเพาะเจาะจงตามความประสงค์ของผู้ผลิต ด้วยเหตุที่การกลายพันธุ์ดังกล่าวข้างต้นนั้นไม่สามารถกำหนดอะไรได้เลย แม้การผสมข้ามพันธุ์ทั้งพืชและสัตว์ซึ่งเรารู้ลักษณะพันธุกรรมเฉพาะของพ่อและแม่แล้วก็ตาม ก็ยังต้องอาศัยโชคช่วยและมักเป็นไปตามกฏของเมนเดล ที่มีเรื่องของลักษณะเด่นและด้อยมาเกี่ยวข้อง ทำให้ผลิตผลที่เกิดขึ้นไม่เป็นไปตามใจของมนุษย์ที่มากด้วยกิเลส

แต่ด้วยศักยภาพของพันธุวิศวกรรมศาสตร์ซึ่งมนุษย์คิดขึ้นได้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 การดัดแปลงให้หน่วยพันธุกรรมเปลี่ยนไปในรูปแบบที่มนุษย์ต้องการจึงเกิดขึ้นได้ในระยะเวลาที่สั้นลง และมีความแน่นอนในผลผลิตเป็นไปตามคาดหวังไว้ แม้ว่าจะไม่ร้อยเปอร์เซ็นต์ก็ตาม

ประเด็นที่เป็นปัญหาถกเถียงกันอยู่ในปัจจุบัน คือ พันธุวิศวกรรม มีความแม่นยำจริงหรือ และสามารถกำหนดจุดให้ยีนที่ถ่ายโอนเข้าไปได้หรือไม่ ที่สำคัญคือ ตามปกติแล้วชิ้นส่วนของดีเอ็นเอที่มียีนที่ต้องการใส่เข้าสู่เซลล์เจ้าบ้านจะต้องมี โปรโมเตอร์ (promoter) พิเศษ ซึ่งเป็นส่วนสนับสนุนการทำงานของยีนด้วย จึงเป็นที่น่าพิจารณาว่าการนำชิ้นส่วนดีเอ็นเอกำหนดเข้าสู่ดีเอ็นเอของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่ต้องการนั้น โปรโมเตอร์พิเศษดังกล่าวนี้สามารถเข้าไปรบกวนการทำงานของยีนเดิมบนดีเอ็นเอของเซลล์เจ้าบ้าน (host) หรือไม่

สิ่งที่น่ากังวลคือ การที่โปรโมเตอร์ไปกระตุ้นยีนซึ่งเดิมอยู่ในสภาพไม่ทำอะไร ให้ทำการผลิตโปรตีนที่ไม่เคยผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งโปรโมเตอร์ที่ใช้ในการตัดต่อพันธุกรรมนั้นมักได้จากไวรัสบางชนิด ซึ่งอาจก่อให้เกิดปรากฏการณ์ transposon (คือ การที่ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอมีการเปลี่ยนตำแหน่งไปโดยไม่มีทิศทาง)เนื่องจากถ้าปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น อาจมีการกระตุ้นให้ยีนที่อยู่เฉยเริ่มทำงานสร้างผลิตภัณฑ์ที่ไม่เคยมีการสร้างในเซลล์ ซึ่งอาจเป็นสารพิษเกิดขึ้นมา ประเด็นเหล่านี้เป็นเพียงตัวอย่างคำถามที่ยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจน

ท่านผู้อ่านที่ไม่ชินกับข้อมูลด้านเทคโนโลยีทางชีวภาพที่กล่าวถึงข้างบน อาจเกิดอาการหงุดหงิดกับข้อความที่เป็นวิชาการเฉพาะเหล่านี้ ดังนั้นก่อนจะดำเนินเรื่องต่อไป ผู้เขียนขอขยายความเพื่อให้มีความเข้าใจที่ตรงกันก่อน จากนั้นจึงจะเล่าให้ฟังในสิ่งที่ไม่ค่อยมีคนอยากพูดถึงสักเท่าไร

คำว่า โปรโมเตอร์ ที่กล่าวถึงในเรื่องการตัดต่อพันธุกรรมนั้นคืออะไร

ขอให้ท่านผู้อ่านนึกภาพว่า การทำงานของยีนนั้นเหมือนกับการเล่นเทปคาสเซ็ท เมื่อเทปหมุนไปเราได้ยินเสียงออกมา แต่ในการทำงานของสายดีเอ็นเอนั้น โปรโมเตอร์ทำหน้าที่เสมือนตัวช่วยให้หัวเทปจับพอดีกับสายเทป (ดีเอ็นเอ) ที่หมุนผ่าน เซลล์จึงได้ผลิตภัณฑ์ชนิดที่เรียกว่า อาร์เอ็นเอ (RNA คือ Ribonucleic acid) ออกมา ซึ่งอาร์เอ็นเอนี้จะถูกนำไปทำเป็นแม่แบบในการเปลี่ยนข้อมูลของอาร์เอ็นเอไปเป็นโปรตีนจำเพาะปริมาณมากต่อไป ดังนั้นบริเวณของดีเอ็นเอที่สร้างอาร์เอ็นเอนั้นจึงต้องจำเพาะด้วย ถ้ามีอะไรผิดปกติบนสายดีเอ็นเอ ความจำเพาะจะเปลี่ยนแปลงไปทำให้เกิดปัญหาในสิ่งมีชีวิต เปรียบได้กับเทปคาสเซ็ทที่เนื้อเทปเปลี่ยนสภาพหย่อนยานหรือมีรอบขูดขีด เสียงก็เพี้ยน กรณีของดีเอ็นเอที่เปลี่ยนสภาพ โปรตีนก็อาจเปลี่ยนคุณสมบัติเพี้ยนไปด้วย

ในกระบวนการที่ยีนบนดีเอ็นเอแสดงออก (เช่น การที่มนุษย์มีตาสีต่างกัน) ได้นั้น โปรโมเตอร์เป็นองค์ประกอบสำคัญเสมือนสวิตช์ปิดเปิดการแสดงออกของยีนนั้นๆ โดยแต่ละยีนจะมีโปรโมเตอร์สนับสนุนการทำงานประจำอยู่ จึงมีคำถามว่า ในการตัดต่อยีนจากภายนอกเข้าสู่ดีเอ็นเอของเซลล์ใดเซลล์หนึ่งนั้นทำไมถึงต้องเอาโปรโมเตอร์จากไวรัสบางชนิดมาใช้ประกอบกับยีนที่แสดงผลที่ผู้ตัดต่อยีนต้องการ

คำตอบก็คือ โปรโมเตอร์จากไวรัสบางชนิดที่สนับสนุนการทำงานของยีนในการตัดแต่งพันธุกรรมนั้น สามารถบังคับให้ยีนใดๆ ก็ตามที่มันเข้าไปควบคุมเริ่มการทำงานโดยไม่ต้องสนใจว่า จะมีสิ่งเร้ามากระตุ้นการทำงานหรือไม่ (ปรกติแล้วยีนจะไม่ทำงานตลอดเวลา จะมีการปิดเปิดตามการกำหนดของสิ่งเร้าที่เหมาะสม เช่นเอนไซม์แลคเตสซึ่งช่วยย่อยน้ำตาลในนมจะถูกสร้างออกเมื่อยีนสร้างเอนไซม์เปิดทำงานขณะมีนมลงสู่ทางเดินอาหาร ถ้าหยุดการกินนม เอนไซม์นี้ก็จะหายไป)

โดยสรุปคือ ถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถยัดเยียดยีนที่ต้องการซึ่งมีส่วนโปรโมเตอร์จากไวรัสผูกติดอยู่เข้าไปในดีเอ็นเอของเซลล์ที่ต้องการตัดแต่งพันธุกรรมได้ เซลล์นั้นก็จะผลิตสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการด้วยคำสั่งใหม่จากยีนที่ตัดต่อเข้าไปทันที  ตัวอย่างเช่น การเอายีนสร้างอินซูลินของคนผูกติดกับโปรโมเตอร์ของไวรัสแล้วอัดแทรกเข้าไปในส่วนของดีเอ็นเอคำฝอย ทำให้คำฝอยนั้นสร้างอินซูลินออกมาให้คนเป็นโรคเบาหวานได้ฉีดกัน

ดังนั้นจะเห็นว่า โปรโมเตอร์ของไวรัสนี้น่ากังวลมาก เพราะทำงานได้ทุกสถานะการไม่ต้องรอคำสั่งหรือสิ่งเร้าใดๆ ต่างจากโปรโมเตอร์ธรรมดาของสายดีเอ็นเอ

ส่วนคำว่า transposon นั้นเป็นอีกคำหนึ่งซึ่งคนนอกวงการชีวเคมีหรือเทคโนโลยีชีวภาพแล้ว คงไม่รู้จักแน่ เพราะมันไม่เกี่ยวกับการดำรงชีวิตของคนที่จบสาขาอื่น แต่คนในวงการที่ทำงานเกี่ยวกับดีเอ็นเอ คงรู้จักแต่อาจแกล้งทำเป็นไม่รู้จัก เนื่องจากว่า transposon นั้นเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ยีนกระโดด จากที่หนึ่งบนดีเอ็นเอไปยังอีกที่หนึ่งของดีเอ็นเอ จะด้วยการถูกตัดออกแล้วไปเติมเข้าที่ใหม่ หรือทำ  copy  ตัวเองขึ้นมาใหม่แล้วเอาไปใส่ส่วนอื่นของดีเอ็นเอ

ขอให้ท่านผู้อ่านนึกภาพว่า ถ้ายีนที่เป็นโปรโมเตอร์สามารถกระโดดจากส่วนหนึ่งของดีเอ็นเอที่ทำหน้าที่สร้างสีของเมล็ดข้าวโพดสีเหลืองไปปักหลักที่หน้ายีนสร้างสีม่วงของเมล็ดข้าวโพดได้ ข้าวโพดเมล็ดนั้นก็จะมีสีม่วงแทนสีเหลือง หรือถ้าอยู่หน้ายีนสร้างสีแดงเมล็ดก็มีสีแดง ซึ่งตัวอย่างของข้าวโพดที่มีเมล็ดสีต่างกันในฝักเดียวกันนี้เป็นผลงานทำให้ Dr. Barbara McClintock ได้รับรางวัลโนเบลในสาขา physiology or medicine ในปี ค.ศ. 1983

ประเด็นที่การกระโดดของยีนอาจเข้ามาเกี่ยวข้องกับการตัดแต่งพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตก็คือ โปรโมเตอร์ของไวรัสที่เข้าไปยังเซลล์เจ้าบ้าน (host) พร้อมกับยีนที่เป็นเป้าในการให้ไปทำงานสร้างสิ่งที่เซลล์เจ้าบ้านไม่เคยสร้างนั้นเกิดไม่พอใจกับงานหลักอย่างเดียว ขอรับจ๊อบทำงานพิเศษโดยทำการ copy ตัวเองให้กระโดดไปอยู่ที่ตำแหน่งอื่นบนสายดีเอ็นเอ ที่ปรกติร้อยวันพันปีไม่เคยทำหน้าที่อะไรเลย แต่พอมีโปรโมเตอร์แทรกเข้ามาปักหลักที่ตรงหน้ายีนนั้นเข้า อาการอยากทำงานก็แสดงออก โดยสร้างอาร์เอ็นเอออกไปเป็นต้นแบบการสร้างโปรตีนอะไรสักอย่างหนึ่งที่เซลล์เจ้าบ้านนั้นไม่เคยสร้าง สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์กลัวก็คือ ถ้าโปรตีนใหม่นั้นเป็นโปรตีนที่ทำให้มนุษย์ซึ่งกินเข้าไปแล้วเกิดอาการแพ้ขึ้นมา ก็งามไส้เลยทีเดียว

ตัวอย่างต่อไปนี้แม้ไม่ใช่ตัวอย่างของปรากฏการณ์ transposon แต่ก็เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นในกรณีที่เซลล์เจ้าบ้านเดิมไม่ได้สร้างสารพิษ แต่พอถูกตัดต่อยีนหนึ่งเข้าไป กลับต้องสร้างสารพิษขึ้นมา

คดีเด็ดนี้คือ การตัดต่อยีนสร้างกรดอะมิโนเม็ทไทโอนีน (methionine) จากถั่วบราซิล (Brazil nut) ใส่เข้าไปในถั่วเหลือง (ซึ่งปกติสร้างกรดอะมิโนชนิดนี้ได้ไม่ดี) แล้วทำให้ถั่วเหลืองสร้างกรดอะมิโนนี้ได้ ซึ่งเมื่อดูในหลักการแล้ว เห็นได้ชัดว่าเป็นการแก้ไขความผิดพลาดของพระเจ้าที่สร้างให้ถั่วเหลืองมาเกิดโดยมีกรดเม็ทไทโอนีนเป็นกรดอะมิโนจำกัดไปหน่อย และแม้ว่าผลของการตัดต่อยีนจะประสบความสำเร็จอย่างดี กล่าวคือ ถั่วเหลืองนั้นมีกรดอะมิโนเม็ทไทโอนีนสูงขึ้นตามต้องการ แต่สิ่งที่กลายเป็นฝันร้ายของบริษัทผู้ตัดต่อยีนเกิดขึ้นดังนี้

โดยธรรมชาติแล้วคนอเมริกันหลายส่วนมีอาการแพ้โปรตีนในถั่วบราซิล ชนิดที่รู้กันว่าต้องเลี่ยงการกินถั่วนี้เลยทีเดียว ในการตัดยีนจากถั่วบราซิลแล้วเอาไปใส่ในถั่วเหลืองนั้น ไม่รู้ว่าผีร้ายตนใดได้นำพาให้ไม่เพียงแต่เอายีนสร้างกรดอะมิโนเม็ทไทโอนีนเข้าไปในถั่วเหลือง แต่ยังเอายีนสร้างโปรตีนที่ทำให้เกิดอาการแพ้ถั่วบราซิลเข้าไปในถั่วเหลืองด้วย เลยทำให้คนที่พอจะกินถั่วเหลืองตามธรรมชาติได้ ต้องกลายเป็นแพ้ถั่วเหลืองจีเอ็มโอไปเลย ผลสุดท้ายบริษัทผู้ทำการตัดต่อยีนจำใจต้องทิ้งถั่วเหลืองสายพันธุ์พิเศษดังกล่าวลงถังขยะไป รายงานการศึกษาอันน่าจดจำนี้มีตีพิมพ์ใน

1.       The New England Journal of Medicine, ชุดที่ 334 หน้า 688-692 ปี 1996. เขียนโดย Julie A. Nordlee และคณะ ในบทความชื่อ Identification of a brazil-nut allergen in transgenic soybeansซึ่งสามารถเข้าไป download ได้ที่ http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJM199603143341103

2.       Journal of Experimental Botany, ชุดที่ 54 หน้า 1317-1319ปี 2003. เขียนโดย Eliot M. Herman ในบทความเรื่อง Genetically modified soybeans and food allergies ซึ่งสามารถเข้าไป download ได้ที่ http://jxb.oxfordjournals.org/content/54/386/1317.full.pdf+html

เรื่องของอาหารดัดแปลงพันธุกรรมยังไม่จบนะครับ จะนำมาเล่าให้ฟังต่อๆ ไป ในประเด็นต่างๆ ที่ขำไม่ออก เพื่อให้ท่านผู้อ่านเข้าใจว่าทำไมจึงมีคนอีกหลายคนที่ยังไงๆ ก็ไม่เอาจีเอ็มโอ

Share this

อ่านเรื่องย้อนหลัง

 

creative-commonsแสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-อนุญาตแบบเดียวกัน 3.0 ประเทศไทย
พัฒนาเว็บไซต์โดย โอเพ่นดรีม