สำนักงานผู้ดูแลนักเรียนในประเทศอังกฤษ ขอแสดงความยินดีกับ น้องมิ่ง (อธิภัทร ภัทรกุลพงษ์) นักเรียนที่ได้รับ ทุนการศึกษานาโนเทคโนโลยี กระทรวงวิทย์ฯ ในปี 2006 ซึ่งตอนนี้กำลังศึกษาระดับปริญญาโท ณ Imperial College London เป็นตัวแทนของมหาวิทยาลัยเข้าแข่งขัน IGEM (International Genetics Engineering Machine) Competition ที่สามารถชนะเลิศ รายละเอียดต่าง ๆ เกี่ยวกับการแข่งนี้ สามารถดูได้จากด้านล่าง
IGEM (International Genetics Engineering Machine) Competition เป็นการแข่งขันด้าน Synthetic Biology
Synthetic Biology เป็นศาสตร์ใหม่ที่รวมเอาความรู้ทางด้าน molecular biology มาประยุกตร์ใช้กับการออกแบบทางวิศวกรรม เพื่อสร้างระบบ (system) ที่สามารถไปประยุกตร์ใช้งานอย่างใดอย่างหนึ่งได้
ในระบบนี้ถ้าจะพูดง่ายๆก็คือเหมือนเครื่องจักรชนิดหนึ่งที่ต้องมีชิ้น ส่วนหลายๆส่วนประกอบกันเพื่อทำให้เครื่องจักรนั้นทำงานได้ ชิ้นส่วนในที่นี้ก็คือโปรตีนที่ถูกถอดและแปลรหัสมาจากยีนที่อยู่ในรูปของ รหัส DNA ส่วนโครงร่างของเครื่องจักรนั้นก็คือสิ่งมีชีวิตที่ผลิตโปรตีนที่เราต้องการ นั่นเอง เพราะฉะนั้นถ้าเราต้องการจะสร้างหรือดัดแปลงเครื่องจักร เราก็ต้องตัดต่อยีนเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนหรือโปรตีนที่สามารถรวมกันแล้วเอาไป ใช้งานได้ตามต้องการ
ในการแข่งขัน IGEM ในปี 2011 นี้ มีผู้ร่วมเข้าแข่งขันกว่า 166 ทีม จากมหาวิทยาลัยชั้นนำทั่วโลก มีทีมที่เก่งๆ อย่างเช่น Harvard, MIT, Cambridge, Stanford, Caltech, Peking, Tokyo, Paris, และอีกมากมาย
การแข่งขันใช้เวลาเก้าเดือนในการสร้าง เครื่องจักรทางพันธุวิศวกรรมนี้ขึ้นมา แต่ละทีมไม่จำกัดจำนวนผู้เข้าแข่งขัน ผมเป็นคนไทยคนแรกที่ได้เข้าร่วมเป็นตัวแทนในการแข่งขันครั้งนี้
ทีม Imperial College London ในปีนี้มีทั้งหมด 9 คน โดยทีมของเราตั้งใจที่จะใช้แบคทีเรีย E. coli มาตัดต่อพันธุวิศวกรรมเพื่อให้สามารถเข้าไปในรากของพืชโดยไม่ถูกทำลายโดยพืช และปล่อยฮอร์โมนเรการเจริญเติบโตของพืชที่มีชื่อว่า Auxin เพื่อขยายการสร้าง lateral root growth เพื่อใช้ในการยึดหน้าดินและอุ้มน้ำภายในดิน ซึ่งในที่สุดแล้วสามารถลดการกัดกร่อนของหน้าดินและการกระจายตัวของทะเลทราย ได้
ความยากของการทำ project นี้เริ่มตั้งแต่การคัดตัวเข้าแข่งขัน เนื่องจากมีคนมาสมัครกว่า 60 คนแต่ต้องการรับนักเรียนปีสามแค่ 4 คนและนักเรียนปีสองแค่ 5 คน ผู้เข้าร่วมสมัครจะต้องเป็นนักเรียนที่เรียน biology/biochemistry หรือ bioengineering เท่านั้น นักเรียนปีสามที่เข้าร่วมทุกคนต้องเรียนคอร์ส synthetic biology เป็นโชคร้ายของมิ่งที่พยายามเลือกคอร์สนี้ไปเป็นอันดับแรกแต่ไม่ได้เรียน เพราะคอร์สเต็ม มิ่งก็เลยต้องแสดงความพยายามว่าสนใจจริงโดยแอบเข้าไปเรียนในคอร์สเพื่อจะให้ ได้ความรู้ในการตอบคำถามเข้าคัดเลือก สุดท้ายแล้ว มิ่งโชคดีมากที่เป็นนักเรียนปีสามคนเดียวที่ไม่ได้เข้าเรียนในคอร์สแต่ได้ รับคัดเลือก เพราะเขาคงเห็นว่าเราตั้งใจจริงๆกับการแข่งขันนี้
นอกจากนั้น ความยากของโปรเจคยังเกิดขึ้นจากระยะเวลาที่ทางมหาวิทยาลัยสามารถจัดให้เราทำ โปรเจคได้ ซึ่งรวมแล้วแค่สามเดือน ก่อนรอบคัดเลือกไปยุโรป ซึ่งถือว่าสั้นมากเทียบกับทีมอื่นๆที่มีระยะเวลากว่า 9 เดือนในการทำ และมีจำนวนคนในทีมเยอะกว่ามาก การที่เรามีระยะเวลาสั้นทำให้เราต้งทำงานตั้งแต่ แปดโมงเช้า ถึงห้าทุ่มเกือยทุกวัน บางวันก็เลยไปถึงตีหนึ่ง ผลการทดลองบางครั้งก็ไม่สัมฤทธิ์ผล เนื่องจากยีนที่ใส่เข้าไปในแบคทีเรียนั้นใหญ่มากเกินกว่าจะทะลุเมมเบรนของ แบคทีเรียเข้าไป
ความยากอีกอย่างมาจากฮอรโมนที่สามารถฆ่าพืชได้ในปริมาณที่มากเกินไป เราจึงต้องมีการทดลองหลายอย่าง ไม่ว่าจะเป็น ปริมาณที่เหมาะสม ในระยะทางห่างจากพืชที่เหมาะสม การใส่แบคทีเรียพร้อมทั้งการควบคุมการผลิตเพื่อให้ได้ปริมาณนี้ และผลของปริมาณนี้ต่อโครงสร้างรากของพืชที่จะสามารถป้องกันการกัดกร่อนของ ดินได้ดีที่สุด ทั้งนี้ต้องอาศัย model และผลการทดลองร่วมกันเข้าช่วยทั้งสิ้น
ปัญหาใหญ่อีกปัญหาคือการปล่อยแบคทีเรียที่ถูกตัดต่อพันธุวิศวกรรมเข้าไป ในสิ่งแวดล้อม เนื่องจากแบคทีเรียสามารถขยายพันธุ์และส่งผ่าน DNA ไปให้กับแบคทีเรียอื่นๆในสิ่งแวดล้อมนั้นทำให้เกิดการปนเปื้อนซึ่งอาจเป็น ทำลายภาวะสมดุลของสิ่งแวดล้อมนั้นๆได้ ด้วยเหตุนี้เราจึงสร้างส่วนประกอบอีกส่วนที่เรียกว่า gene guard ซึ่งสามารถป้องกันการแพร่กระจายของ DNA พันธุวิศวกรรมนี้ได้ โดยเราได้ตัดต่อยีนผลิตพิษ (toxin) ซึ่งจะทำลายแบคทีเรียตัวที่ได้รับ DNA พันธุวิศวกรรมนี้ แต่ในขนาดเดียวกันก็ได้ติดตั้งยาต้านพิษ (antitoxin) ใน genome ของแบคทีเรียเครื่องจักรของเราซึ่งจะไม่ทำลายตัวเองและไม่สามารถส่งผ่าน DNA ยาต้านพิษไปให้ตัวอื่นได้เพราะขนาดของ DNA ใน genome นั้นใหญ่มากเกินกว่าที่จะส่งผ่านแบคทีเรียตัวอื่นได้
แต่ละคนในทีมต่างมีหน้าที่ที่แตกต่างกันออกไป หน้าที่หลักๆ ก็จะมีในส่วนของ การทำการทดลอง, การ modeling หรือจำลองการทดลองในคอมพิวเตอร์, human practice หรือการนำไปใช้ให้ก่อเกิดประโยชน์กับมนุษย์ ซึ่งรวมถึงกฎหมายและ business plan เช่นเดียวกัน, ที่เหลือก็จะเป็นการออกแบบ website ที่ใช้ในการประเมินผลการแข่งขันรวมท้ง poster และ presentation
งานของผมส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการทำแล็บ ผมจะรับผิดชอบในการดีไซน์รหัสของ DNA ซึ่งมีชิ้นส่วนของยีนต่างๆที่เราต้องการ พอดีไซน์แล้วก็ประกอบ DNA เหล่านี้เข้าไปในแบคทีเรีย และทดลองเครื่องจักรแบคทีเรียที่เราผลิตมาทั้งในและนอกพืช นอกจากนั้นในงานออกแบบ website และ poster ผมเป็นคนรับผิดชอบในด้าน graphics design และ art theme สุดท้ายแล้วผมได้รับงานพิเศษในการ collaborate กับทีมอื่น ทีมของเรามีการแลกเปลี่ยนวิธีทำการทดลองและ model กับทีม WITS จาก South Africa เพื่อนๆในทีมเป็นคนน่ารักมากและได้ช่วยเหลือทีมของเราอย่างดีมากเลยครับ
สุดท้ายแล้วการรวมตัวและตัดสินโปรเจคเกิดขึ้น 2 รอบ รอบยุโรปจัดที่กรุง Amsterdam มีทีมมาประชันกว่า 60 ทีม และ 20 ทีมที่ได้คะแนนสูงสุดจะได้เข้าไปแข่งขันในรอบนานาชาติที่มหาวิทยาลัย MIT ณ กรุงบอสตันประเทศ อเมริกา
ผลการแข่งขัน ทีม Imperial College London ได้เป็นผู้ชนะอันดับหนึ่ง(Grand Prize Winner) ของพื้นภาคยุโรป และได้ที่สองจากทั่วโลก แต่ในขณะเดียวกันก็ได้รับการโหวตจากทีมอื่นๆรอบโลก ให้เป็นโปรเจคที่ดีที่สุดแห่งปีนี้
รางวัลอย่างอื่นที่ได้ก็มีเว็บไซต์ยอดเยี่ยมและโปสเตอร์ยอดเยี่ยมซึ่งทำ ให้ผมแอบดีใจ เพราะเราทุ่มเทให้กับ graphic design ของทั้งคู่เป็นอย่างมาก
โดยส่วนตัวแล้ว คิดว่าเหตุที่ทำให้ผลการแข่งขันค่อนข้างเป็นที่น่าพอใจ มาจากส่วนของโปรเจคที่มีพร้อมทั้งในด้านผลการทดลอง การจำลองแบบในคอมพิวเตอร์ และการนำไปใช้ โดยโปรเจคได้เรียงร้อยความสัมพันธ์ระหว่าง 3 ส่วนได้ค่อนข้างลงตัวและนำไปใช้ได้จริง แนวคิดของทีมซึ่งใช้แบคทีเรียในการส่งเสริมการผลิตของพืช โดยให้ว่ายเข้าไปผลิตสารและอาศัยในพืช ไม่เคยมีใครคิดทำมาก่อน ซึ่งจะเป็นรากฐานในการลำเลียงสารเข้าสู่ส่วนต่างๆที่เราต้องการของพืช นอกจากนั้นทางทีมได้คิดค้นวิธีการทดลองใหม่ๆซึ่งไม่เคยมีใครเคยทำมาก่อน ถ้าทุกคนสนใจ สามารถเข้าชมเว็บไซต์ของพวกเราได้ที่นี่ http://2011.igem.org/Team:Imperial_College_London
ขอบคุณแหล่งข้อมูลจาก : http://www.oeauk.net/home/?p=2018