พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) หมายถึง เทคโนโลยีที่ทำการเคลื่อนย้ายยีน (gene) จากสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์หนึ่งไป
สู่สิ่งมีชีวิตอีกสายพันธุ์หนึ่ง เพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตรูปแบบใหม่ (novel) เทคนิคเหล่านี้เป็นวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่สลับซับซ้อน
ในการเปลี่ยนแปลงหน่วยพันธุกรรม หรือ DNA ของสิ่งมีชีวิต โดยอาศัยเทคโนโลยีทางพันธุวิศวกรรม
นักวิทยาศาสตร์สามารถเคลื่อนย้ายยีนที่อยู่เหนือกฎเกณฑ์ธรรมชาติ
สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นอาจมียีนลูกผสมแบบใหม่ ทำให้เกิดคุณลักษณะแบบใหม่
ซึ่งไม่เคยปรากฏในธรรมชาติมาก่อน
ประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม
พันธุวิศวกรรมเป็น
กระบวนการปรับปรุงพันธุ์สิ่งมีชีวิตชนิดพันธุ์ (species) หนึ่งโดยนำยีนจากอีกชนิดพันธุ์หนึ่งถ่ายฝากเข้าไป
เพื่อจุดประสงค์ที่จะให้สามารถทำงานได้ดีขึ้น
กระบวนการดังกล่าวมิได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวมีชื่อเรียกว่าLMO (living modified organism) หรือ GMO (genetically modified organism) ตัวอย่างการวิจัยและพัฒนา
รวมถึงการใช้ประโยชน์เชิงการค้ามีมากมาย ซึ่งจะกล่าวถึงเพียงบางอย่างเท่านั้น
ก. ด้านการเกษตรและอาหาร
1. การปรับปรุงพันธุ์พืชให้ต้านทานโรคและแมลง
วิธีการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิม ซึ่งยังคงทำกันอยู่นั้น ใช้วิธีหาพันธุ์ต้านทาน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพันธุ์ป่าและมีลักษณะไม่ดีอยู่มาก
จากนั้นเอาพันธุ์ต้านทานผสมพันธุ์พ่อ-แม่ เข้าด้วยกันรวมทั้งลักษณะต้านทาน
ด้วยเหตุนี้ จึงต้องเสียเวลาคัดเลือก
และพัฒนาพันธุ์ต่ออีกอย่างน้อย 8-10 ปี กว่าจะได้พันธุ์ต้านทานและมีลักษณะอื่น ๆ
ดีด้วย ดังนั้นวิธีการปรับปรุงพันธุ์โดยการถ่ายฝากยีนที่ได้รับจากชนิดพันธุ์อื่น
จึงสามารถลดระยะเวลาการพัฒนาพันธุ์ได้มาก
1.1 พันธุ์พืชต้านทานแมลง มีสารสกัดชีวภาพจากแบคทีเรีย Bacillus thuringiensis หรือ บีที
ที่ใช้กำจัดแมลงกลุ่มหนึ่งอย่างได้ผลโดยการฉีดพ่นคล้ายสารเคมีอื่น ๆ
เพื่อลดการใช้สารเคมีด้วยความก้าวหน้าทางวิชาการทำให้สามารถแยกยีนบีที
จากจุลินทรีย์ นี้และถ่ายฝากให้พืชพันธุ์ต่าง ๆ เช่น ฝ้าย ข้าวโพด และมันฝรั่ง
เป็นต้น ให้ต้านทานแมลงกลุ่มนั้น และใช้อย่างได้ผลเป็นการค้าแล้วในประเทศ
1.2 พันธุ์พืชต้านทานโรคไวรัส
โรคไวรัสของพืชหลายชนิด เช่น โรคจุดวงแหวนในมะละกอ (papaya ring-spot virus) สามารถป้องกันกำจัดได้โดยวิธีนำยีนเปลือกโปรตีน (coat protein) ของไวรัสนั้นถ่ายฝากไปในพืช เหมือนเป็นการปลูกวัคซีนให้พืชนั่นเอง
กระบวนการดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในพืชต่าง ๆ
2. การพัฒนาพันธุ์พืชให้มีคุณภาพผลผลิตดี
ตัวอย่างได้แก่ การถ่ายฝากยีนสุกงอมช้า (delayed ripening gene) ในมะเขือเทศ การสุกในผลไม้เกิดจากการผลิตสาร ethylene เพิ่มมากในระยะสุกแก่นักวิชาการสามารถวิเคราะห์โครงสร้างยีนนี้
และมีวิธีการควบคุม
การแสดงออกโดยวิธีการถ่ายฝากยีนได้ทำให้ผลไม้สุกงอมช้า
สามารถเก็บไว้ได้นาน ส่งไปจำหน่ายไกล ๆได้ สหรัฐเป็นประเทศแรก ที่ผลิตมะเขือเทศสุกงอมช้าได้เป็นการค้า
และวางตลาดให้ประชาชนรับประทานแล้ว
3. การพัฒนาพันธุ์พืชให้ผลิตสารพิเศษ
เช่นสารที่เป็นประโยชน์ต่าง ๆ ที่มีคุณค่าทางอาหารสูง อาจเป็นแหล่งผลิตไวตามิน
ผลิตวัคซีน และผลิตสารที่นำไปสู่การผลิตทางอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น
พลาสติกย่อยสลายได้ และโพลิมเมอร์ ชนิดต่าง ๆ เป็นต้น
4. การพัฒนาพันธุ์สัตว์
มีการพัฒนาพันธุ์โดยการถ่ายฝากยีน ทั้งในปศุสัตว์ และสัตว์น้ำ รวมทั้ง น้ำปลา
ได้มีตัวอย่างหลายรายการ เช่น การถ่ายฝากยีนเร่งการเจริญเติบโต
และยีนต้านทานโรคต่าง ๆ เป็นต้น
อย่างไรก็ตามประโยชน์ของพันธุวิศวกรรมในเรื่องการผลิตสัตว์นั้นเป็นเรื่อง ของการพัฒนาชุดตรวจระวังโรคเป็นส่วนใหญ่
5. การพัฒนาสายพันธุ์จุลินทรีย์
ให้มีคุณลักษณะพิเศษบางอย่าง เช่น ให้สามารถกำจัดคราบน้ำมันได้ดี เป็นต้น
ข.
ด้านการแพทย์และสาธารณสุข
เทคโนโลยีชีวภาพ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งองค์ความรู้จากการวิจัยจีโนม ทำให้นักวิจัยรู้สึกถึงระดับยีนสิ่งมีชีวิต
รู้ว่ายีนใดอยู่ที่ไหนบน
โครโมโซม หรือนอกโครโมโซม
สามารถสังเคราะห์ชิ้นส่วนนั้นได้ หรือตัดออกมาได้ แล้วนำไปใช้ประโยชน์ในเรื่องต่าง
ๆ
1. การตรวจโรค เมื่อสามารถสังเคราะห์ชิ้นส่วน
ดีเอ็นเอ หรือยีนได้แล้ว ก็สามารถพัฒนาเป็น molecular probes สำหรับใช้ในการตรวจโรคต่าง
ๆได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. การพัฒนายารักษาโรคและวัคซีน ยารักษาโรค
และวัคซีนใหม่ ๆ ผลิตโดยวิธีพันธุวิศวกรรมในจุลินทรีย์ หรือ recombinant DNA ทั้งสิ้น
3. การสับเปลี่ยนยีนด้อยด้วยยีนดี (gene therapy) ในอนาคต เมื่องานวิจัยจีโนมมนุษย์สำเร็จ
ความหวังของคนที่ป่วยเป็นโรคทางพันธุกรรม อาจมีหนทางรักษาโดยวิธีปรับเปลี่ยนยีนได้
ค.
ด้านการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม
ความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีชีวภาพ
นำไปสู่การพัฒนาที่ยั่งยืน
และช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมโดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชที่ได้รับการถ่ายฝากยีนต้านทานโรคและแมลง
ทำให้ไม่ต้องใช้สารเคมีฉีดพ่นหรือใช้ในปริมาณที่ลดลงมาก
พันธุวิศวกรรมอาจนำไปสู่การผลิต พืชที่ใช้ปุ๋ยน้อย
และน้ำน้อย ทำให้เป็นการลดการใช้ปุ๋ยเคมี เป็นการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม
และนำไปสู่การสร้างสมดุลทรัพยากรชีวภาพได้
ง.
ด้านการพัฒนาอุตสาหกรรม
เมื่อวัตถุดิบได้รับการปรับเปลี่ยนคุณภาพให้
ตรงกับความต้องการของอุตสาหกรรม โดยใช้พันธุวิศวกรรมแล้ว อุตสาหกรรมใหม่ ๆจะเกิดตามมากมาย
เช่น การเปลี่ยนโครงสร้างแป้ง น้ำมัน และโปรตีน ในพืช
หรือการลดปริมาณเซลลูโลสในไม้ เป็นต้น ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพในอนาคต
จะเป็นการเปลี่ยนรูปโฉมอุตสาหกรรมใหม่
โดยเน้นการใช้วัตถุดิบจากสิ่งมีชีวิตมากขึ้นรถยนต์ทั้งคันอาจทำจากแป้งข้าวโพด สารเคมีทั้งหมดอาจพัฒนาจากแป้ง
เชื้อเพลิงอาจพัฒนาจากวัตถุดิบพืช เป็นต้น
ผลกระทบต่อสังคมไทย
ผลกระทบต่อเศรษฐกิจและสังคมของไทย และนานาชาติ
ที่เกิดจากการผลิตและใช้ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยพันธุวิศวกรรม หรือที่เรียกว่าจีเอ็มโอ
(GMOs) นั้น ในขณะนี้มีค่อนข้างสูง
นับเป็นกระแสของผู้บริโภคและคนทั่วไปทั่วโลกที่มีความเป็นห่วงในเรื่องต่าง
ๆดังต่อไปนี้
1. เทคโนโลยีนี้ค่อนข้างใหม่
มีการวิจัยและพัฒนาในบางประเทศเท่านั้น คนทั่วไปจึงไม่รู้ว่าผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า
จีเอ็มโอ นั้นคืออะไร มีประโยชน์และอาจมีโทษอย่างไร
2. เทคโนโลยีอยู่ในมือของบริษัทข้ามชาติใหญ่ ๆ
ทำให้ประชาชนมีความวิตกกังวลว่าจะ เป็นการผูกขาดตลาดหรือไม่
ราคาจะสูงเกินไปหรือไม่
3. ผลิตผล จีเอ็มโอ มีความปลอดภัยต่อสุขภาพมนุษย์
และสัตว์ หรือไม่เพียงใด แม้มีการทดสอบความปลอดภัยทางชีวภาพมามากในประเทศอื่น ยังมีคำถามอยู่ว่าแม้ปลอดภัยในตอนนี้ แต่ในอนาคต
10-20 ปี จะเป็นอะไรหรือไม่ ซึ่งนับว่าเป็นเรื่องยากที่จะหาคำตอบ
4. มีผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพหรือไม่
ซึ่งเรื่องนี้คงขึ้นอยู่กับมุมมองที่ต่างกันของนักวิชาการกลุ่มหนึ่งอาจมองไปว่าจะเป็นการนำไปสู่การปลูกพืชเชิงเดี่ยวมากขึ้น
และแท้จริงแล้วอาจเป็นการสร้างความหลากหลายให้มากขึ้น
จากการพัฒนาสิ่งมีชีวิตที่มียีนใหม่ ๆ ที่ไม่เคยมีตามธรรมชาติเลย
ความจริงแล้วมนุษย์ได้ปรับเปลี่ยนพันธุ์พืช สัตว์ และจุลินทรี โดยวิธีผสมพันธุ์กันอยู่แล้วการใช้พันธุวิศวกรรมจึงเป็นเพียงเครื่องมืออย่างหนึ่งเท่านั้น