การปรับใช้เทคโนโลยีทางชีวภาพ และจริยธรรมวิจัย

หลักการทางพันธุวิศวกรรม
(Principle of Genetic engineering)

• โครงการจีโนมมนุษย์ (Human genome project) เป็นการศึกษาลำดับนิวคลีโอไทด์ของจีโนมมนุษย์ทั้งหมด หรือลำดับเบสของ DNA ในโครโมโซมทั้ง 22 คู่รวมไปถึงโครโมโซม x และโครโมโซม y เพื่อทำเพจแผนที่ตำแหน่งของยีนบนโครโมโซมต่าง ๆ และศึกษาการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมในตำแหน่งต่าง ๆ เป็นความร่วมมือในระดับโลก
• รูปแบบของจีโนม (Genome patterns) จีโนมของสิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะเฉพาะสามารถตรวจสอบความเป็นเฉพาะบุคคลหรือลายพิมพ์ DNA ได้โดยอาศัยเทคนิคโดยหลักการตัดของเอนไซม์จำเพาะแล้วแยกชิ้นส่วน DNA อ่านคุณสมบัติประจุ

การประยุกต์ เทคโนโลยีชีวภาพ
ในด้านนิติวิทยาศาสตร์

เช่น การตรวจสอบลายพิมพ์ DNA (DNA finger print) โดยเทคนิค RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) เนื่องจากของแต่ละบุคคลมีลำดับเบสที่จำเพาะ เมื่อมีการใช้เอนไซม์ตัดจำเพาะ จีโนมของแต่ละบุคคลตัด DNA เป็นชิ้น ๆ แล้วนำไปแยกโดยเทคนิค gel electrophoresis โดยแยกชิ้นส่วน DNA  ความสามารถในการเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้า โดยรูปแบบของ DNA ที่ถูกตัดจะมีความจำเพาะต่อตัวบุคคล ทั้งนี้บุคคลจะมี DNA fingerprint คล้ายกันกับพ่อแม่พี่น้อง มากกว่าบุคคลที่ไม่เกี่ยวพันกันทางสายเลือด ทั้งนี้ ลายพิมพ์ DNA จะแตกต่างกันเนื่องจากหากมีลำดับในสิ่งที่แตกต่างกันเพียง 1 ตำแหน่งจะทำให้เอนไซม์ตัดจำเพาะตัดขนาดชิ้น DNA ได้แตกต่างกันไป ทั้งนี้ยกเว้นแฝดเหมือนที่จะมีลายพิมพ์ดีเอ็นเอเหมือนกันเพราะมีสารพันธุกรรมเหมือนกัน

โดยหลักการนี้สามารถนำมาประยุกต์ใช้ใน

1. Paternity test การตรวจสอบความเป็นพ่อแม่ลูก โดยลายพิมพ์ดีเอ็นเอของลูก จะมีลักษณะคล้ายของพ่อครึ่งหนึ่งและของแม่ครึ่งหนึ่ง
2. Forensic test การตรวจสอบดีเอ็นเอจากศพ เพื่อหาตัวตนจำเพาะ
3. Criminal test การตรวจดีเอ็นเอจากคราบเลือด ผิวหนัง โขนเส้นผม อสุจิ จากที่เกิดเหตุเปรียบเทียบกับ
   ผู้ต้องสงสัย เพื่อหาผู้กระทำผิด
4. Diagnostic test การตรวจหาชนิดของเชื้อโรคในโรคติดเชื้อ และตรวจโรคทางพันธุกรรมบางโรคที่มีการเปลี่ยนแปลงของลำดับเบส

เทคโนโลยีชีวภาพ (Biotechnology)

คือ การใช้เทคโนโลยีในการปรับปรุงองค์ประกอบต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตให้มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ สามารถมาประยุกต์ใช้ประโยชน์

ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตต้นแบบของการโคลนนิ่ง

แกะดอลลี่คือแกะที่เจริญมาจากเซลล์ไข่ของแกะพันธุ์หน้าดำที่ถูกเอานิวเคลียสออก นำนิวเคลียสของเซลล์เต้านมจากแกะพันธุ์หน้าขาวใส่กลับเข้าไปจนได้เซลล์ลูกผสม แล้วนำเซลล์ลูกผสมนี้ไปฝังตัวในมดลูกของแกะพันธุ์หน้าดำ ดอลลี่มีลักษณะเหมือนแกะพันธุ์หน้าขาว หรือแกะที่ให้นิวเคลียสในการศึกษานี้

• การประยุกต์ใช้ประโยชน์เทคโนโลยีชีวภาพในเชิงอุตสาหกรรม
  
  
  1. การผลิตเบียร์โดยการหมักแอลกอฮอล์ด้วยยีสต์
  2. การผลิตเต้าเจี้ยวโดยการหมักด้วยเชื้อรา
  3. การทําแก๊สชีวภาพโดยแบคทีเรีย
  4. การทําโยเกิร์ต หรือนมเปรี้ยวโดยแบคทีเรีย

• การประยุกต์ใช้ประโยชน์เทคโนโลยีชีวภาพในเชิงเกษตรกรรม
  
  1. การผสมเทียม
  2. การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช
  3. การปรับปรุงสายพันธุ์พืช
  4. การเพิ่มผลผลิตโดยดัดแปลงพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชสัตว์จุลินทรีย์ ด้วยเทคโนโลยีการตัดแต่งพันธุวิศวกรรม (Genetic Modified Organisms; GMOs) เช่น การปรับแต่งพันธุกรรมเพื่อทนต่อโรค
     ตัวอย่างพืชที่มีการดัดแปลงพันธุกรรม (transgenic plants) เช่น พืชที่มีสารต้านทานโรคและแมลง หรือทำให้มีคุณค่ามากขึ้น เช่น มะละกอต้านทานโรคใบด่าง มะเขือเทศสุกช้าที่มียีนสร้างเอนไซม์ที่ยับยั้งการสังเคราะห์ฮอร์โมน ethylene ฝ้าย BT ต้านหนอน ข้าวสีทองสร้างวิตามิน A 
     ตัวอย่างสัตว์ที่มีการดัดแปลงทางพันธุกรรม (transgenic animals) เช่น วัวที่ให้น้ำนมมาก หนูเรืองแสงได้โดยการตัดต่อจากหิ่งห้อยใส่เข้าไป หมูเรื่องสร้างเนื่องจากมียีนเรืองแสงจากแมงกระพรุ่น ปลาแซลม่อนที่มีการปรับปรุงทางพันธุกรรมที่มีเนื้อมากกว่าปกติ
• การประยุกต์ใช้ประโยชน์เทคโนโลยีชีวภาพในเชิงการแพทย์
  ตัวอย่างแบคทีเรียที่มีการดัดแปลงพันธุกรรม (transgenic bacteria) เช่น แบคทีเรียที่สร้างอินซูลินหรือฮอร์โมนร่างกายที่เกี่ยวข้องกับการรักษาโรคเบาหวาน สร้างอินเตอร์ฟีรอน (interferon) โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการทำลายเชื้อโรค และแบคทีเรียที่สร้างแอนติบอดี้
  

ชีวจริยธรรม (Bioethics)

มุมมองเกี่ยวกับความปลอดภัยของเทคโนโลยีชีวภาพที่มีต่อสังคมและจริยธรรม

• ประเด็นถกเถียงเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่มีการดัดแปลงทางพันธุกรรม (GMOs)
  
  
  1. Transgene ที่ถูกตัดต่อเข้าไปในสิ่งมีชีวิตในสิ่งมีชีวิตอาจส่งผลต่อสุขภาพของผู้บริโภค
  2. Gene จากพืช GMOs อาจมีการปนเปื้อนเข้าไปในสิ่งแวดล้อมและมีผลกระทบต่อระบบนิเวศเชิงซ้อน
  3. อาจมีการกลายพันธุ์ของเชื้อจุลินทรีย์ที่ดื้อยาปฏิชีวนะ

• แนวทางป้องกันและการอธิบายความเข้าใจ
  
  
  1. ใช้ความรู้ทางเทคโนโลยีชีวภาพชี้แจงข้อมูลที่ถูกต้องต่อสังคม
  2. มีมาตรฐานในการกำกับควบคุมดูแลงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตที่มีการดัดแปลง
  3. มีการติดฉลากผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรระบุข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งที่มาว่ามาจากสิ่งมีชีวิตที่มีการดัดแปลงทางพันธุกรรม
  4. มีการศึกษาและควบคุมสิ่งมีชีวิตที่ดัดแปลงพันธุกรรม

• ประเด็นถกเถียงการใช้ข้อมูลเกี่ยวกับรหัสพันธุกรรมของคน
  
  
  1. ข้อมูลเกี่ยวกับรหัสทางพันธุกรรมส่วนบุคคลสามารถส่งผลต่อยา และวิธีการรักษาที่ตรงกับรหัสพันธุกรรมของ
     ผู้ป่วยโดยเฉพาะ
  2. การตรวจข้อมูลสุขภาพประกันทำได้ง่ายแต่อาจจะทำให้เกิดการกีดกันผู้ป่วยให้เข้าถึงสวัสดิการและ
     ความคุ้มครองต่าง ๆ อย่างเป็นทาง

• แนวทางป้องกันและการเสริมสร้างความเข้าใจ
  
  
  1. การตรวจสุขภาพโดยเปิดเผยข้อมูลทางพันธุกรรมต้องได้รับการยินยอม
  2. มีระบบการจัดการข้อมูลทางพันธุกรรมที่มีการป้องกันและมีการใช้อย่างยุติธรรม