การดัดแปลงทางพันธุกรรมเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงการแต่งหน้าทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต สิ่งนี้ทำโดยอ้อมมานานหลายพันปีโดยควบคุมหรือคัดเลือกเพาะพันธุ์พืชและสัตว์ เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ทำให้ง่ายขึ้นและเร็วขึ้นในการกำหนดเป้าหมายยีนเฉพาะสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่แม่นยำยิ่งขึ้นของสิ่งมีชีวิตผ่านพันธุวิศวกรรม
คำว่า "แก้ไข" และ "ออกแบบ" มักใช้แทนกันในบริบทของการติดฉลากดัดแปลงพันธุกรรมหรืออาหาร "จีเอ็มโอ" ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพ GMO ย่อมาจากสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมในขณะที่ในอุตสาหกรรมอาหารคำที่อ้างถึงเฉพาะอาหารที่ได้รับการออกแบบมาอย่างมีวัตถุประสงค์และไม่เลือกสิ่งมีชีวิตพันธุ์ ความไม่ลงรอยกันนี้นำไปสู่ความสับสนในหมู่ผู้บริโภคและองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา (FDA) ชอบคำที่ดัดแปลงพันธุกรรม (จีเอ็มโอ) สำหรับอาหาร
ประวัติโดยย่อของการดัดแปลงทางพันธุกรรม
การดัดแปลงพันธุกรรมย้อนกลับไปสมัยโบราณเมื่อมนุษย์มีอิทธิพลต่อพันธุศาสตร์โดยการคัดเลือกสิ่งมีชีวิตตามบทความโดย Gabriel Rangel นักวิทยาศาสตร์สาธารณสุขที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด เมื่อทำซ้ำหลายรุ่นกระบวนการนี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงอย่างมากในสปีชีส์
สุนัขน่าจะเป็นสัตว์ตัวแรกที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมอย่างมีจุดประสงค์โดยมีจุดเริ่มต้นของความพยายามนั้นย้อนหลังไปราว 32,000 ปีตาม Rangel หมาป่าป่าเข้าร่วมบรรพบุรุษของนักล่าสัตว์ป่าในเอเชียตะวันออกที่ซึ่งสุนัขถูกเลี้ยงและเลี้ยงเพื่อเพิ่มความเชื่อง กว่าพันปีมาแล้วที่ผู้คนเลี้ยงสุนัขที่มีบุคลิกและลักษณะทางกายภาพที่ต้องการแตกต่างกันไปจนนำไปสู่ความหลากหลายของสุนัขที่เราเห็นในปัจจุบัน
พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักกันคือข้าวสาลี พืชที่มีค่านี้มีความคิดว่ามีต้นกำเนิดมาจากตะวันออกกลางและแอฟริกาเหนือในพื้นที่ที่รู้จักกันในชื่อ Fertile Crescent ตามบทความปี 2015 ที่ตีพิมพ์ในวารสารการแพทย์แผนโบราณและยาเสริม เกษตรกรโบราณคัดเลือกพันธุ์ข้าวสาลีที่ได้รับคัดเลือกเริ่มต้นที่ประมาณ 9000 บาท เพื่อสร้างพันธุ์บ้านด้วยเมล็ดขนาดใหญ่และเมล็ดแข็ง เมื่อ 8000 ปีก่อนคริสตกาลการเพาะปลูกข้าวสาลีในบ้านได้แพร่กระจายไปทั่วยุโรปและเอเชีย การคัดเลือกพันธุ์อย่างต่อเนื่องของข้าวสาลีส่งผลให้หลายพันสายพันธุ์ที่ปลูกในวันนี้
ข้าวโพดมีประสบการณ์การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่น่าทึ่งที่สุดในช่วงไม่กี่พันปีที่ผ่านมา พืชหลักได้มาจากพืชที่รู้จักกันในชื่อ teosinte หญ้าป่าที่มีหูเล็ก ๆ ที่เจาะเมล็ดเพียงไม่กี่เมล็ด เมื่อเวลาผ่านไปเกษตรกรทำการคัดเลือกหญ้า teosinte เพื่อสร้างข้าวโพดที่มีหูขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยเมล็ด
นอกเหนือจากพืชเหล่านี้ผลผลิตส่วนใหญ่ที่เรากินในวันนี้ - รวมถึงกล้วยแอปเปิ้ลและมะเขือเทศ - ได้ผ่านการคัดเลือกพันธุ์หลายชั่วอายุคนตาม Rangel
เทคโนโลยีที่ตัดและถ่ายโอน recombinant DNA (rDNA) โดยเฉพาะจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งสู่อีกสิ่งหนึ่งได้รับการพัฒนาโดย Herbert Boyer และ Stanley Cohen นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโกและมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดตามลำดับ ทั้งคู่โอนชิ้นส่วนดีเอ็นเอจากแบคทีเรียสายพันธุ์หนึ่งไปยังอีกสายพันธุ์หนึ่งซึ่งทำให้สามารถต้านทานยาปฏิชีวนะในแบคทีเรียดัดแปลง ในปีต่อไปนักชีววิทยาโมเลกุลชาวอเมริกันสองคนคือเบียทริซมินต์และรูดอล์ฟ Jaenisch ได้นำวัสดุทางพันธุกรรมจากต่างประเทศมาสู่ตัวอ่อนของหนูในการทดลองครั้งแรกเพื่อดัดแปลงสัตว์โดยใช้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรม
นักวิจัยยังทำการดัดแปลงแบคทีเรียเพื่อใช้เป็นยา ในปี 1982 อินซูลินของมนุษย์ถูกสังเคราะห์จากการดัดแปลงพันธุกรรม อี. โคไล แบคทีเรียกลายเป็นยามนุษย์ดัดแปลงพันธุกรรมเครื่องแรกที่ได้รับการรับรองจาก FDA ตาม Rangel
อาหารที่ดัดแปลงมาแล้ว
มีสี่วิธีหลักของพืชดัดแปลงพันธุกรรมตามที่มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเต:
- คัดเลือกพันธุ์: สองสายพันธุ์ของพืชที่ได้รับการแนะนำให้รู้จักกับลูกหลานและมีคุณสมบัติเฉพาะ ระหว่าง 10,000 ถึง 300,000 ยีนสามารถได้รับผลกระทบ นี่เป็นวิธีการดัดแปลงพันธุกรรมที่เก่าแก่ที่สุดและโดยทั่วไปจะไม่รวมอยู่ในหมวดหมู่อาหารจีเอ็มโอ
- การกลายพันธุ์: เมล็ดพืชมีการสัมผัสกับสารเคมีหรือรังสีโดยมีจุดประสงค์เพื่อการกลายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ลูกหลานที่มีคุณสมบัติที่ต้องการจะถูกเก็บไว้และปรับปรุงต่อไป การกลายพันธุ์ยังไม่รวมอยู่ในหมวดหมู่อาหารจีเอ็มโอ
- การรบกวน RNA: ยีนที่ไม่พึงประสงค์ส่วนบุคคลในพืชจะถูกปิดการใช้งานเพื่อลบลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ใด ๆ
- การถ่ายยีน: ยีนถูกพรากไปจากสปีชีส์หนึ่งและฝังในอีกสปีชีส์เพื่อแนะนำคุณลักษณะที่พึงประสงค์
สองวิธีสุดท้ายที่ระบุไว้นั้นถือเป็นประเภทของพันธุวิศวกรรม วันนี้พืชบางชนิดได้รับการปรับปรุงพันธุวิศวกรรมเพื่อเพิ่มผลผลิตพืชต้านทานต่อความเสียหายจากแมลงและภูมิคุ้มกันต่อโรคพืชรวมถึงแนะนำคุณค่าทางโภชนาการที่เพิ่มขึ้น ในตลาดเหล่านี้เรียกว่าดัดแปลงพันธุกรรมหรือพืชจีเอ็มโอ
"พืชจีเอ็มโอนำเสนอสัญญาจำนวนมากในการแก้ปัญหาด้านการเกษตร" นายนิตยาจาค็อบนักวิทยาศาสตร์ด้านพืชของ Oxford College of Emory University ในจอร์เจียกล่าว
พืชดัดแปลงพันธุกรรมเครื่องแรกที่ได้รับการอนุมัติสำหรับการเพาะปลูกในสหรัฐอเมริกาคือมะเขือเทศ Flavr Savr ในปี 1994 (เพื่อที่จะปลูกในสหรัฐอเมริกาอาหารดัดแปลงพันธุกรรมต้องได้รับการยอมรับจากทั้ง Environmental Protection Agency (EPA) และ FDA) มะเขือเทศใหม่มีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานขึ้นด้วยการปิดการทำงานของยีนที่ทำให้มะเขือเทศเริ่มมีอาการเป็นฟองทันทีที่หยิบมา นอกจากนี้มะเขือเทศยังสัญญาว่าจะเพิ่มรสชาติด้วยเช่นกันตามรายงานจากแผนกเกษตรและทรัพยากรธรรมชาติของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
วันนี้ฝ้ายข้าวโพดและถั่วเหลืองเป็นพืชที่ปลูกกันมากที่สุดในสหรัฐอเมริกาเกือบ 93 เปอร์เซ็นต์ของถั่วเหลืองและ 88 เปอร์เซ็นต์ของข้าวโพดมีการดัดแปลงพันธุกรรม พืชจีเอ็มโอจำนวนมากเช่นฝ้ายที่ผ่านการดัดแปลงได้รับการออกแบบให้ทนทานต่อแมลงลดความต้องการสารกำจัดศัตรูพืชที่อาจปนเปื้อนน้ำใต้ดินและสิ่งแวดล้อมโดยรอบตามรายงานของกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา (USDA)
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการปลูกพืชจีเอ็มโอเป็นที่ถกเถียงกันมากขึ้นเรื่อย ๆ
“ ข้อกังวลประการหนึ่งคือผลกระทบของ GMOs ที่มีต่อสิ่งแวดล้อม” จาค็อบกล่าว "ตัวอย่างเช่นละอองเรณูจากพืชจีเอ็มโอสามารถลอยไปยังทุ่งนาของพืชที่ไม่ใช่จีเอ็มโอรวมถึงประชากรวัชพืชซึ่งสามารถนำไปสู่การที่ไม่ใช่จีเอ็มโอที่ได้รับลักษณะจีเอ็มโอเนื่องจากการผสมเกสรข้าม"
จาค็อบกล่าวว่า บริษัท เทคโนโลยีชีวภาพขนาดใหญ่จำนวนหนึ่งได้ผูกขาดอุตสาหกรรมการปลูกพืชจีเอ็มโอซึ่งทำให้เกษตรกรรายย่อยรายย่อยสามารถเลี้ยงชีพได้ยาก อย่างไรก็ตามในขณะที่เกษตรกรบางส่วนอาจถูกขับไล่ออกไปจากธุรกิจผู้ที่ทำงานกับ บริษัท เทคโนโลยีชีวภาพอาจได้รับประโยชน์ทางเศรษฐกิจจากการเพิ่มผลผลิตพืชผลและลดค่าใช้จ่ายสารกำจัดศัตรูพืช USDA กล่าว
การติดฉลากอาหารจีเอ็มโอเป็นสิ่งสำคัญสำหรับคนส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาตามการสำรวจที่จัดทำโดย Consumer Reports, New York Times และ The Mellman Group ผู้คนชื่นชอบการติดฉลากจีเอ็มโออย่างยิ่งเชื่อว่าผู้บริโภคควรตัดสินใจได้ว่าต้องการซื้ออาหารดัดแปลงพันธุกรรมหรือไม่
อย่างไรก็ตามจาค็อบกล่าวว่าไม่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่ชัดเจนว่า GMOs เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์
การดัดแปลงพันธุกรรมสัตว์และมนุษย์
ทุกวันนี้ปศุสัตว์มักคัดเลือกพันธุ์เพื่อปรับปรุงอัตราการเจริญเติบโตและมวลกล้ามเนื้อและส่งเสริมความต้านทานโรค ตัวอย่างเช่นไก่บางสายพันธุ์ที่เลี้ยงไว้ได้รับการอบรมให้เติบโตเร็วขึ้น 300% เมื่อเทียบกับในปี 1960 ตามบทความ 2010 ที่ตีพิมพ์ในวารสารกายวิภาคศาสตร์ ปัจจุบันไม่มีผลิตภัณฑ์สัตว์ในตลาดในสหรัฐอเมริการวมถึงเนื้อไก่หรือเนื้อวัวได้รับการดัดแปลงทางพันธุกรรมดังนั้นจึงไม่มีการจัดประเภทเป็นผลิตภัณฑ์อาหารจีเอ็มโอหรือจีเอ็มโอ
ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมานักวิจัยได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมสัตว์ทดลองเพื่อหาวิธีที่เทคโนโลยีชีวภาพสามารถช่วยในการรักษาโรคของมนุษย์และซ่อมแซมความเสียหายของเนื้อเยื่อในคนได้ในวันนี้ตามที่สถาบันวิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ หนึ่งในรูปแบบใหม่ล่าสุดของเทคโนโลยีนี้เรียกว่า CRISPR (เด่นชัด "คมชัด")
เทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของระบบภูมิคุ้มกันของแบคทีเรียในการใช้ภูมิภาค CRISPR และเอนไซม์ Cas9 เพื่อยับยั้ง DNA ต่างประเทศที่เข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย เทคนิคเดียวกันนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถกำหนดเป้าหมายยีนหรือกลุ่มของยีนที่ต้องการทำการดัดแปลง Gretchen Edwalds-Gilbert รองศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาจาก Scripps College ในแคลิฟอร์เนียกล่าว
นักวิจัยกำลังใช้เทคโนโลยี CRISPR เพื่อค้นหาวิธีรักษาโรคมะเร็งและค้นหาและแก้ไขดีเอ็นเอชิ้นเดียวที่อาจนำไปสู่โรคในอนาคตในแต่ละบุคคล การบำบัดด้วยสเต็มเซลล์สามารถใช้ประโยชน์จากพันธุวิศวกรรมในการฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่เสียหายเช่นจากโรคหลอดเลือดสมองหรือหัวใจวาย Edwalds-Gilbert กล่าว
ในการศึกษาที่ถกเถียงกันอย่างมากนักวิจัยอย่างน้อยหนึ่งคนอ้างว่าได้ทำการทดสอบเทคโนโลยี CRISPR เกี่ยวกับตัวอ่อนมนุษย์โดยมีเป้าหมายเพื่อกำจัดโอกาสที่จะเกิดโรคบางชนิด นักวิทยาศาสตร์รายนั้นเผชิญกับการตรวจสอบอย่างเข้มงวดและถูกกักบริเวณในบ้านในประเทศจีนเป็นเวลานาน
คุณธรรมขึ้นเขียง
อาจมีเทคโนโลยี แต่นักวิทยาศาสตร์ควรศึกษาการดัดแปลงพันธุกรรมในมนุษย์? มันขึ้นอยู่กับ Rivka Weinberg ศาสตราจารย์วิชาปรัชญาที่วิทยาลัย Scripps
“ เมื่อพูดถึงเรื่องเทคโนโลยีคุณต้องคิดถึงความตั้งใจและการใช้ประโยชน์ต่าง ๆ ของมัน” Weinberg กล่าว
การทดลองทางการแพทย์ส่วนใหญ่สำหรับการรักษาที่ใช้ประโยชน์จากพันธุวิศวกรรมนั้นดำเนินการกับผู้ป่วยที่ยินยอม อย่างไรก็ตามพันธุวิศวกรรมในทารกในครรภ์เป็นอีกเรื่องหนึ่ง
“ การทดลองกับมนุษย์โดยไม่ได้รับความยินยอมนั้นเป็นปัญหาอย่างแท้จริง” Weinberg กล่าว "ไม่เพียง แต่มีความเสี่ยง แต่ยังไม่มีการแมปความเสี่ยงเราไม่รู้ด้วยซ้ำว่าเราเสี่ยงอะไร"
หากเทคโนโลยียุคต่อไปพร้อมใช้งานและแสดงว่าปลอดภัยการคัดค้านการทดสอบในมนุษย์จะน้อยที่สุด Weinberg กล่าว แต่นั่นไม่ใช่กรณี
“ ปัญหาใหญ่ของเทคโนโลยีการทดลองเหล่านี้คือพวกมันกำลังทำการทดลอง” Weinberg กล่าว "หนึ่งในเหตุผลหลักที่ว่าทำไมคนถึงได้ตกใจกับนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนที่ใช้เทคโนโลยี CRISPR ในตัวอ่อนเพราะมันเป็นช่วงเริ่มต้นของการทดลองมันไม่ใช่วิศวกรรมพันธุกรรมคุณแค่ทดลองกับมัน"
ผู้เสนอส่วนใหญ่สำหรับวิศวกรรมพันธุกรรมตระหนักดีว่าเทคโนโลยียังไม่พร้อมที่จะทดสอบกับมนุษย์และระบุว่ากระบวนการนี้จะถูกนำไปใช้เพื่อประโยชน์ที่ดี จาค็อบกล่าวว่าเป้าหมายของการดัดแปลงทางพันธุกรรมคือการจัดการปัญหาที่สังคมมนุษย์กำลังเผชิญอยู่ในปัจจุบัน
อ่านเพิ่มเติม:
