ทำความรู้จัก จีโนม คืออะไร

ตอนนี้เรื่องของการดัดแปลงพันธุกรรมกำลังมาเป็นหัวข้อสำคัญของการจัดการสิ่งมีชีวิตในยุคนี้จนถึงยุคต่อไป ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าการอัพเกรดพืชพันธุ์เพื่อเพาะปลูกเป็นทางออกสำคัญของเกษตรกรและประชากรทั่วโลก อย่าลืมว่าประชากรเพิ่มขึ้นอย่างไม่มีหยุด ดังนั้นเราต้องหาทางเพิ่มผลผลิตให้เพียงพอต่อจำนวนที่เพิ่มมากขึ้นจากข้อจำกัดที่มากขึ้น ทีนี้การจะอัพเกรดพืชพันธุ์เหล่านั้นด้วยการดัดแปลงพันธุกรรม นักวิทยาศาสตร์จะต้องเข้าถึง จีโนม ให้ได้ ว่าแต่คำนี้คืออะไร

จีโนม คืออะไร

หากมองว่าพันธุกรรมเหมือนรหัสอย่างหนึ่งเหมือนรหัสคอมพิวเตอร์ จีโนม ก็เปรียบเสมือนข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมด เป็นรหัสทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตนั้นๆเอง โดยจีโนมจะเป็นเหมือนข้อมูลที่จำเป็นของสิ่งมีชีวิตนั้นให้มันดำรงชีวิตอยู่ได้ หากคิดจะดัดแปลงพันธุกรรมก็จะต้องเข้าถึง จีโนมของมันให้ได้ทั้งหมด ถ้าเราเข้าใจก็สามารถดัดแปลงมันได้อย่างง่ายๆ

ส่วนที่มาของคำนี้ ต้องย้อนไปไกลถึงปีค.ศ. 1920 ตอนนั้น ศาสตราจารย์ทางด้านพฤกษศาสตร์ ชื่อว่า ฮันส์ วิงค์เลอร์ ได้ศึกษาเรื่องพันธุกรรมศาสตร์ จนเกิดแนวคิดนี้ขึ้นมา แล้วเสนอคำนี้ขึ้นไปสู่พจนานุกรมอังกฤษ(ตอนนั้น) ตัวอาจารย์เองบอกว่าคำนี้มาจากคำว่า ยีน และ โครโมโซม ผสมกันจนได้คำดังกล่าว

สิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน จีโนม แตกต่างกัน

จีโนมนั้นเป็นสิ่งที่สำคัญมากของสิ่งมีชีวิตนั้น อย่างไรก็ตาม การเข้าถึงจีโนมของสิ่งมีชีวิตไม่ง่ายนัก อย่างแรกเลยสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันก็จะมีจีโนมแตกต่างกันไป ยกตัวอย่างเช่น ปลา กับ สิงโต ก็จะมีชุดจีโนมแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง นั่นทำให้การจะศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิต เราต้องเอาสิ่งมีชีวิตนั้นมาทดลองหาจีโนมใหม่ เหมือนกับเราทำสารานุกรมสิ่งมีชีวิตกลุ่มนั้นเลยก็ว่าได้ แถมสิ่งมีชีวิตบางอย่าง ยิ่งมีความฉลาด ก็จะยิ่งมีจีโนมที่ซับซ้อนมากขึ้นตามไปด้วย เมื่อซับซ้อนขึ้นการจะถอดรหัส เข้าถึงก็ยากขึ้นไปเป็นเงาตามตัว นี่จึงเป็นเหตุผลที่ทำให้การถอดรหัสจีโนมนั้นทำได้เพียงแค่พืชหรือสัตว์บางชนิดเท่านั้น เพราะมันมีความซับซ้อนน้อยกว่านั่นเอง

เทคโนโลยีกับการจัดเก็บจีโนม

สิ่งที่ทำให้การพัฒนา วิจัย และศึกษาเรื่องจีโนม พัฒนาไปได้ไกลมากก็คือ เทคโนโลยี โดยเฉพาะเรื่องของการสแกนและจัดเก็บข้อมูล ทั้งสองอย่างนี้เป็นเรื่องสำคัญมาก เพราะว่าการถอดรหัสจีโนมแต่ละครั้งต้องใช้ข้อมูลปริมาณมหาศาลอย่างมาก ลองนึกภาพว่าเราต้องศึกษาโครโมโซม ดีเอ็นเอ เท่าไร จึงจะได้จีโนมของพืชมาสักชนิด แน่นอนว่าการจัดเก็บข้อมูลดังกล่าว คอมพิวเตอร์แบบเดิมไม่เพียงพอแน่นอน แต่ตอนนี้มีซุปเปอร์คอมพิวเตอร์เพิ่มมากขึ้น ทั้งเก่งขึ้น เร็วขึ้น เก็บข้อมูลได้มากขึ้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นคว้าจีโนมได้มากขึ้นกว่าเดิม ทั้งความลึกของจีโนม และ ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตที่เอามาทดลองหาจีโนมนั้นด้วย

นอกจากการจัดเก็บข้อมูล ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์เหล่านี้ยังสามารถคำนวณ พยากรณ์สิ่งที่เกิดขึ้นหากเราเปลี่ยนแปลงจีโนมนั้นตามต้องการด้วยว่า หากทดลองทำไปแล้วจะเกิดอะไรขึ้น จะมีอัตราสำเร็จตามที่ต้องการมากน้อยแค่ไหน สิ่งนี้ทำให้เราสูญเสียน้อยลงในการทดลองด้วย หากประเมินแล้วว่าผลลัพธ์ต่ำเกินไปก็ไม่ต้องทำประมาณนี้

จีโนมของมนุษย์ เมื่อมนุษย์ท้าทายพระเจ้า

ในการค้นคว้าทดลองสิ่งมีชีวิตเพื่อหาจีโนม สิ่งที่ยากที่สุดแต่ท้าทายที่สุดนั่นก็คือ การศึกษาค้นหาจีโนมของมนุษย์ หากเราสามารถศึกษาเรื่องนี้จนสามารถรู้แจ้งแทงตลอดเกี่ยวกับจีโนมของมนุษย์แล้ว เรื่องการรักษาโรคภัยไข้เจ็บก็คงจะเป็นเรื่องง่ายมาก ลองนึกภาพว่าเราสามารถรักษาโรคประจำตัวด้วยการเอา จีโนมที่แข็งแรงเข้าไปแทนที่จีโนมที่เป็นโรคประจำตัวได้เท่ากับว่าเราสามารถรักษาโรคประจำตัวได้เลย ยังไม่รวมถึงการดัดแปลงมนุษย์เพื่อให้ได้รูปร่าง หน้าตา ความฉลาดตามต้องการอีก เรียกว่าหากทำได้ เท่ากับมนุษย์จะท้าทายพระเจ้าได้เลย ก็ต้องมาดูว่าความท้าทายนี้จะทำได้แค่ไหน