พันธุวิศวกรรม

(Genetic Engineering)

พันธุวิศวกรรมหรือการตัดแต่งยีน คือ การใช้เทคนิคต่าง ๆ เพื่อนำยีนจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปถ่ายฝากให้กับสิ่งมีชีวิตอื่น ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างไปจากพันธุ์ที่มีในธรรมชาติ ปัจจุบันการตัดแต่งยีนในพืชและสัตว์ได้เจริญก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้มีการพยายามนำเทคโนโลยีนี้ไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวาง ดังตัวอย่างต่อไปนี้

1. การเพิ่มผลผลิตโปรตีนที่สำคัญและหายาก เช่น ฮอร์โมนอินซูลิน วัคซีนคุ้มกันโรคตับอักเสบชนิดบี วัคซีนคุ้มกันโรคปากเท้าเปื่อยต่าง ๆ เป็นต้น

2. การปรับปรุงพันธุ์ของจุลิทรีย์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น การผลิตยาปฏิชีวนะ การหมัก การกำจัดศัตรูพืชและสัตว์ เป็นต้น

3. การตรวจและแก้ไขความบกพร่องทางพันธุกรรมของมนุษย์ พืช และสัตว์ด้วยวิธีที่แม่นยำและรวดเร็วยิ่งขึ้น เช่น โรคเบาหวาน โรคโลหิตจาง โรคธาลัสซีเมีย ปัญญาอ่อน และยีนเกิดมะเร็ง

4. การปรับปรุงพันธุของสัตว์ เช่น การนำยีนจากปลาใหญ่มาใส่ในปลาเล็ก แล้วทำให้ปลาเล็กตัวโตเร็วขึ้น มีคุณค่าทางอาหารดีขึ้น เป็นต้น 

การเพิ่มผลผลิตของสัตว์

ในปัจจุบันเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยงสัตว์ เช่น การผสมเทียม การถ่ายฝากตัวอ่อน การโคลนนิ่ง ได้มีการพัฒนาไปอย่างมาก ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตทั้งด้านปริมาณและคุณภาพ นอกจากนี้การใช้เทคโนโลยีด้านอื่น ๆ  มาช่วยเพิ่มผลผลิต ดังนี้

1. การใช้ฮอร์โมนช่วยการขุนวัว เพื่อให้วัวพื้นเมืองเพศเมียมีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในเวลาสั้น ๆ

2. การฉีดวัคซีนเร่งความสมบูรณ์พันธุ์และเร่งอัตราการเจริญเติบโตของกระบือ เพื่อให้กระบือเพศเมียตกลูกตั้งแต่อายุน้อยได้ลูกมาก และเร่งอัตราการเจริญเติบโตเพิ่มผลผลิตเนื้อในกระบือเพศผู้ อย่างไรก็ดีการใช้เทคโนโลยีในบางกรณีก็อาจประสบกับปัญหาหรืออุปสรรคได้ ตัวอย่างเช่น การผสมเทียมปลามีการพัฒนามากขึ้นจนสามารถนำไปใช้กับปลาหลายชนิด เช่น ปลาบึก ปลาสวาย ปลาตะเพียนขาว ปลาดุ ปลานิล เป็นต้น แต่ก็ยังประสบกับปัญหาหรืออุปสรรคในการเลี้ยงปลาดังนี้ 

1. การที่ไม่รู้ทั้งหมดว่าปลากินอะไรบ้างในช่วงอายุต่าง ๆ กัน

2. การขาดแคลนอาหารสำหรับลูกปลาเล็ก ๆ ที่เพิ่งจะฟักออกจากไข่ ซึ่งปัจจุบันได้มีการเพาะเลี้ยงไรแดง เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารสำหรับลูกปลาเล็ก ๆ  

การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีชีวภาพในด้านต่าง ๆ

ด้านเกษตรกรรม

ในปัจจุบันมีการปรับปรุงพันธุ์สัตว์โดยการนำสัตว์พันธุ์ดีจากต่างประเทศซึ่งอ่อนแอ ไม่สามารถทนต่อสภาพอากาศของไทยมาผสมพันธุ์กับพันธุ์พื้นเมือง เพื่อให้ได้ลูกผสมที่มีลักษณะดีเหมือนกับพันธุ์ต่างประเทศที่แข็งแรง ทนทานต่อโรคและทนต่อสภาพภูมิอากาศของเมืองไทย และที่สำคัญคือราคาต่ำ เกษตรกรที่มีทุนไม่มากนัก สามารถซื้อไปเลี้ยงได้ ตัวอย่างเช่น การผลิตโค 3 สายเลือด โดยนำโคพันธุ์พื้นเมืองมาผสมพันธุ์กับโคพันธุ์บราห์มันได้ลูกผสม แล้วนำลูกผสมที่ได้นี้ไปผสมพันธุ์กับแม่พันธุ์โคนมหรือโคเนื้ออีกครั้งหนึ่ง จะได้ลูกผสม 3 สายเลือดที่มีลักษณะดีเหมือนพันธุ์ต่างประเทศ แต่ทนทานต่อโรคและทนร้อนได้ดี และมีราคาต่ำ

ด้านอุตสาหกรรม

1. การถ่ายฝากตัวอ่อน ทำให้เพิ่มปริมาณและคุณภาพของโคนมและโคเนื้อ เพื่อนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเนื้อวัวและน้ำนมวัว

2. การผสมเทียมสัตว์บกและสัตว์น้ำ เพื่อเพิ่มปริมาณและคุณภาพสัตว์บกและสัตว์น้ำ ทำให้เกดการพัฒนาอุตสาหกรรมการแช่เย็นเนื้อสัตว์และการผลิตอาหารกระป๋อง

3. พันธุวิศวกรรม โดยนำผลิตผลของยีนมาใช้ประโยชน์และผลิตเป็นอุตสาหกรรม เช่น ผลิตยา ผลิตวัคซีน น้ำยาสำหรับตรวจวินิจฉัยโรค ยาต่อต้านเนื้องอก ฮอร์โมนอินซูลินรักษาโรคเบาหวาน ฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของคน เป็นต้น

4. ผลิตฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของสัตว์ ได้มีการทดลองทำในหมู โดยการนำยีนสร้างฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของวัวและของคนมาฉีดเข้าไปในรังไข่ที่เพิ่งผสม พบว่าหมูจะมีการเจริญเติบโตดีกว่าหมูปรกติ

5. ผลิตสัตว์แปลงพันธุ์ให้มีลักษณะโตเร็วเพิ่มผลผลิต หรือมีภูมิต้านทาน เช่น แกะที่ให้น้ำนมเพิ่มขึ้น ไก่ที่ต้านทานไวรัส 

ด้านการแพทย์ใช้พันธุวิศวกรรม มีดังต่อไปนี้

1.1 การใช้ยีนบำบัดโรค เช่น การรักษาโรคไขกระดูกที่สร้างโกลบินผิดปรกติ การดูแลรักษาเด็กที่ติดเชื้อง่าย การรักษาผู้ป่วยที่เป็นมะเร็ง เป็นต้น

1.2 การตรวจวินิจฉัยหรือตรวจพาหะจากยีน เพื่อตรวจสอบโรคธาลัสซีมีย โรคโลหิตจาง สภาวะปัญญาอ่อน ยีนที่อาจทำให้เกิดประโรคมะเร็ง เป็นต้น

1.3 การใช้ประโยชน์จากการตรวจลายพิมพ์จากยีนของสิ่งมีชีวิต เช่น การสืบหาตัวผู้ต้องสงสัยในคดีต่าง ๆ การตรวจสอบความเป็นพ่อ-แม่-ลูกกัน การตรวจสอบพันธุ์สัตว์เศรษฐกิจต่าง ๆ 

ด้านอาหาร

1. เพิ่มปริมาณเนื้อสัตว์ทั้งสัตว์บกและสัตว์น้ำ สัตว์บก ได้แก่ กระบือ สุกร ส่วนสัตว์น้ำมีทั้งสัตว์น้ำจืดและสัตว์น้ำเค็มจำพวกปลา กุ้ง หอยต่าง ๆ ซึ่งเนื้อสัตว์เป็นแหล่งสารโปรตีนที่สำคัญมาก

2. เพิ่มผลผลิตจากสัตว์ เช่น น้ำนมวัว ไขเป็ด ไข่ไก่ เป็นต้น

3. เพิ่มผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากผลผลิตของสัตว์ เช่น เนย นมผง นมเปรี้ยว และโยเกิร์ต เป็นต้น ทำให้เรามีอาหารหลากหลายที่ให้ประโยชน์มากมาย