นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 244

ปีที่ 51 ฉบับที่ 244 กันยายน - ตุลาคม 2566 21 ภาพจาก: https://www.brookhill.org/ap-biology-glow-in-the-dark/ จันทิรา ปัญญา นักวิชาการอาวุโส ฝ่ายบ้านวิทยาศาสตร์สิรินธร สำ�นักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช) e-mail: Juntira.pun@nstda.or.th กิจกรรมเสริมความรู้พันธุวิศวกรรม สำ�หรับ นักเรียนชั้นมัธยมศีกษาตอนปลายที่เน้นวิทยาศาสตร์ ตอน แบคทีเรียเรืองแสง “Glowing Bacteria” พันธุวิศวกรรม (Genetic Engineering) คือกระบวนการที่นำ�ความรู้ต่างๆ ที่ได้จากการศึกษา ชีววิทยาระดับโมเลกุล หรือ อณูชีววิทยา (Molecular Biology) ร่วมกับเทคโนโลยีดีเอ็นเอมาประยุกต์ใช้ ในการปรับเปลี่ยน ดัดแปลง สารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต เพื่อให้ได้สิ่งมีชีวิตใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ และเรียก สิ่งมีชีวิตใหม่ที่เกิดจากขบวนการทางพันธุวิศวกรรมนี้ว่า สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (Genetic Modified Organisms: GMOs) ขั้นตอนทางพันธุวิศวกรรมเพื่อให้ได้มาซึ่ง GMOs นั้นประกอบด้วย 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่ การสร้างดีเอ็นเอลูกผสม (Recombinant DNA) การนำ�เอาดีเอ็นเอลูกผสมเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้าน และสุดท้ายคือการคัดเลือก GMOs ที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ ยี น gfp ที่บรรจุข้อมูลการสังเคราะห์โปรตีนเรืองแสง (Green Fuorescent Protein: GFP) จากแมงกะพรุน Aequorea Victoria ในปัจจุบัน ได้ถูกดัดแปลง/ปรับปรุงให้สามารถแสดงออกได้ในสิ่งมีชีวิต หลายๆ ชนิด ได้แก่ แบคทีเรีย ยีสต์ เชื้อรา ปลา และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม รวมทั้งในเซลล์ของมนุษย์ นอกจากนี้ โปรตีนเรืองแสงเป็นโปรตีนที่มีขนาดเล็ก และสามารถตรวจสอบการทำ�งานได้โดยง่ายเพียงสังเกตการเรืองแสง โปรตีนเรืองแสงจึงมีประโยชน์อย่างมากในการช่วยให้นักวิจัยสามารถ ติดตามการทำ�งานของยีนที่สนใจได้อย่างเฉพาะเจาะจง ทั้งนี้ต้องอาศัย ความช่วยเหลือจากการถ่ายภาพด้วยแสงฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Imaging System) หรือเครื่องวัดการวาวแสงสารละลายเคมี (Fluorescence Spectrophotometer) ตัวอย่างเช่น ในทางการแพทย์เมื่อต้องการศึกษา การแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง การเชื่อมต่อยีน gfp กับยีนก่อมะเร็ง แล้วนำ�ยีนเข้าสู่เซลล์หนูทดลอง Nude Mice จะทำ�ให้เห็นถึงตำ�แหน่งของ การเกิดมะเร็งตลอดจนการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็งเมื่อเวลาผ่านไปได้ หรือในทางเภสัชศาสตร์เมื่อต้องการทดสอบความสามารถของสารในการ ยับยั้งการเกิด Amyloid Plaques ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคสมองเสื่อม อัลไซเมอร์ นักวิจัยก็สามารถนำ�เอายีน gfp เชื่อมกับยีนที่สังเคราะห์โปรตีน Amyloid- ß (โปรตีนตั้งต้นที่จับตัวกันเป็น Amyloid Plaques) สังเคราะห์ ได้โปรตีนที่ใช้ทดสอบ AB-GFP โดยหลักการการทดสอบคือ โปรตีน AB-GFP เมื่ออยู่เป็นอิสระจะสามารถเรืองแสงได้ แต่เมื่อจับตัวกันจะสูญเสีย