coming soon!??!! - biotech.mju.ac.th of bio-technology.pdf ·...
TRANSCRIPT
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด Coming Soon!??!!
ผชวยศาสตราจารย ดร. วาท คงบรรทด เทคโนโลยชวภาพ คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยแมโจ [email protected]
ชววทยาและความกาวหนาทางเทคโนโลยชวภาพ
ชววทยาและความกาวหนา ทางเทคโนโลยชวภาพ
ความหมาย ความส าคญของการเรยน กระบวนการทางวทยาศาสตร และเทคโนโลยชวภาพ ตวอยาง วธการ และประโยชนของเทคโนโลยทส าคญๆ ดานตางๆ สรปความกาวหนาทางเทคโนโลยชวภาพปจจบนสอนาคต
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
เทคโนโลยชวภาพ หมายถง การน าหลกการ หรอวทยาการทางวทยาศาสตรมาประยกตใชในการผลต ผลตภณฑธรรมชาตเพอเพมประสทธภาพใหมคณประโยชนมากทสด BIO หมายถง สงมชวตทงพชและสตว TECHNOLOGY หมายความถง วทยาการ หรอวธการ
สรปเทคโนโลยชวภาพ หมายถง วทยาการทางวทยาศาสตร ในการน าเอาสงมชวตมาใชเพอเพมประสทธภาพใหเกดประโยชนมากทสด
ทมา: รศ. น.สพ. เกรยงศกด พนสข คณะสตวแพทยศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ความหมายความส าคญ
เทคโนโลยชวภาพ (Biotechnology) เปนความร หรอ วชาการทสามารถน าสงมชวต หรอ ผลผลตจากสงมชวตมาใช หรอ มาปรบเปลยน และประยกต เพอใชประโยชน เรารจกการใชเทคโนโลยชวภาพมานานแลว การท าน าปลา ซอว การหมกอาหาร หมกเหลา ลวนเปนเทคโนโลยชวภาพแบบดงเดม เชนเดยวกบ การปรบปรงพนธพช สตว ใหมผลผลตมากขน มคณภาพดขน หรอ การน าสมนไพรมาใชรกษาโรค บ ารงสขภาพ กจดวาเปนเทคโนโลยชวภาพแบบดงเดม
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ขยายความหมาย...
ในปจจบนเมอกลาวถงเทคโนโลยชวภาพ เรามกจะใหความหมายถง เทคโนโลยสมยใหม ทมวทยาศาสตรหลายสาขาวชาผสมผสานกนอย ทงชววทยา เคม ชวเคม ไปจนถง ฟสกส และวศวกรรม ซงอาจเรยกไดวา เปน “สหวทยาการ” ทน าความรพนฐานดานตางๆ เกยวกบสงมชวตไปใชใหเกดประโยชน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ความหมายในอนาคต
พนฐานการพฒนาการของเทคโนโลยชวภาพ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การผลตเบยร การผลตไวน การท าขนมปง การท าโยเกรต การท าชส การท าแหนม การปรบปรงพนธพช พนธสตว
อณโมเลกล (Molecular biology)
พนธวศวกรรม (Genetic engineering)
พนฐาน
ความกาวหนา
Collections of technologies
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
กระบวนการพฒนาความรทางชววทยา
Biotechnology
Scientific knowledges Biotechnological tools o Biochemistry o Biochemical engineering o Microbiology o Molecular biology o Physiology
Bioprocessing technology Tissue engineering DNA chip technology Genetic engineering Cell and tissue culture technology
Useful application
Collections of technologies
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
กระบวนการพฒนาความรทางชววทยา
Biotechnology
Scientific knowledges Biotechnological tools o Cell biology o Chemical engineering o Immunology o Material sciences o Genetics o Computer sciences
Antisense technology Protein engineering Monoclonal antibody technology
Useful application
Agriculture Crop yield Food quality Animal health Animal production Plant production Food safety
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Useful application
• ปรมาณผลผลตมากขนเพยงพอตอความตองการ • ไดพชหลากชนดทงเชงปรมาณและคณภาพ • ลดตนทนการผลตลง • คณภาพอาหารทใชบรโภคมมากขน • จ านวนพนธสตวหลากหลาย • แนวทางการอนรกษพนธสตว-พช • สตวพนธแปลกๆใหมๆ • ขอมลการศกษาวจยมความรมากขน
การปรบปรงพนธพช และการผลตพชพนธใหม (crop improvement) เชน พชไร พชผก ไมดอก การผลตพชพนธดใหไดปรมาณมากๆ ในระยะเวลาอนสน (micropropagation) การผสมพนธสตว และการปรบปรงพนธสตว (breeding and upgrading of livestocks) การควบคมศตรพชโดยชววธ (biological pest control) และจลนทรยทชวยรกษาสภาพแวดลอม การปรบปรงขบวนการ การผลตอาหารใหมประสทธภาพ และมความปลอดภยตอผบรโภค การรเรมคนควาหาทรพยากรธรรมชาตมาใชประโยชน (search for utilization of unused resources) และการสรางทรพยากรใหม เปนตน
เทคโนโลยชวภาพทางการเกษตร (Agricultural Biotechnology)
เทคโนโลยชวภาพทางการเกษตร เปนการพฒนาการเกษตร ดานพช และสตว ดวยเทคโนโลยชวภาพ เชน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
พนธวศวกรรม (Genetic engineering)
พนธวศวกรรม : เปนกระบวนการ ทเจาะจงเลอกหนวยพนธกรรม (Gene) บางตวของสงมชวตชนดใดชนดหนง (ไมวาจะเปนพช สตว หรอ จลนทรย) และน าไปใสในสงมชวตอกประเภทหนง เพอท าใหเกดลกษณะพเศษทตองการ รวมถงการตด และตอพนธกรรม
เราจะเรยนดานไหน?
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ยน (gene)
คอ สวนของโมเลกล DNA บรเวณทท าหนาทเปนรหส ส าหรบ
สงเคราะหโปรตน มต าแหนงกระจายทกโครโมโซม ขนาดของยน ตงแต
100 - ลานคเบส
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
สรปหลกการของ Gene Cloning
การเพมปรมาณชน DNA ทมยนทตองการใหมากขน โดยอาจเพมปรมาณ
เซลลทมยนดงกลาวอย หรอ เพมปรมาณ DNA ทตองการ
ปจจยทตองการ...
1.Recombinant DNA (การเตรยม ดเอนเอ ทจะน าไปโคลนนง)
2.Vector, recipient cell (เซลลตวรบ)
3.วธน า Recombinant DNA เขาสเซลล
4.วธการคดเลอก DNA ทตองการ
การปรบปรงพนธพช และการผลตพชพนธใหม (crop improvement) เชน พชไร พชผก ไมดอก การผลตพชพนธดใหไดปรมาณมากๆ ในระยะเวลาอนสน (micropropagation) การควบคมศตรพชโดยชววธ (biological pest control) และจลนทรยทชวยรกษาสภาพแวดลอม การปรบปรงขบวนการ การผลตอาหารใหมประสทธภาพ และมความปลอดภยตอผบรโภค การรเรมคนควาหาทรพยากรธรรมชาตมาใชประโยชน (search for utilization of unused resources) และการสรางทรพยากรใหม เปนตน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
พนธวศวกรรม (Genetic engineering) ???
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Bacillus thuringiensis (or Bt) is a
Gram-positive, soil-dwelling bacterium, commonly used as a biological pesticide; alternatively, the Cry toxin may be extracted and used as a pesticide. B. thuringiensis also occurs naturally in the gut of caterpillars of various types of moths and butterflies, as well as on the dark surfaces of plants. During sporulation, many Bt strains produce crystal proteins (proteinaceous inclusions), called δ-endotoxins, that have insecticidal action
การผลตขาวโพดตานทานแมลงศตรพช
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Grapple
มาจากการดดแปลงพนธกรรมโดยดดแปลงพนธกรรมระหวางแอปเปลและองน ท าใหเกดผลไมชนดใหมทผลเหมอนแอปเปลแตพนผวเหมอนองนและรสชาต องนเปนผลไมทมปรมาณวตามนซสงมาก และวากนวาเปนของกนทถกสงไปชวยโลกทสอง ดวยนะ ภายใตชอสนคาวา Grapple ซง เปนแบรนดทจดทะเบยนเชงพาณชยของฟจ(คงไมตองถามวาประเทศใดคดคน) มอกชอวาแอปเปลกาลา ซงสาเหตทน าองนมาใสตวแอปเปลเพอท าใหแอปเปลมน าทมากชวย เกบรกษาราชาตและเนอไดเปนอยางด
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Graisin
ลกเกดยกษทได จากการดดแปลงพนธกรรมเพอใหมขนาดใหญขน ถกผลตโดยสถาบนพนธศาสตรในประเทศญปน เนองจากญปนเปนประเทศทชอบผลไมใหญๆ ลาสดนยมผลไมและอาหารจากตะวนตกอยางลกเกด เนอและรสชาตเหมอนกบของพอแมและสามารถกนดบๆ หรอหนบางๆ กนหลายมอได
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Rubber Cork Tree
เปนการดดแปลงพนธกรรมโดนผสม ระหวางไมกอกและยางพารา เพอใหเกดไมทใชท ากอกไวนทมคณสมบตดเยยม นนคอมความพรน, คงทน เปลอกไมมสสนสวยงาม นอกจากนนพชตดแตงพนธกรรมถกพฒนาขนมาเพอใชในหลายๆ วตถประสงค ไดแกความตานทานตอแมลง, ยาก าจดวชพชและสภาพสงแวดลอมทเลวราย ซงผกอตงแชมเปญ Bollinger บอกวากอกแบบใหมนจะ เปนสงทยงใหญทสดนบตงแตผลตไวนมาเลย"(จาก รปจะเหนวามนไมมเปลอกไมเลย ท าใหไมจ าเปนตองลอกเปลอกใหเสยเนอเยอแตอยางใด)
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Paper Tree
ตนไมกระดาษเปนตนไมทดดแปลง พนธกรรมเพอมวตถ ประสงคการลดตนทนการผลตและการสญเสยทรพยกรตนไมในอตสาหกรรม ผลตกระดาษ เมอเรวๆ นบรษทสวสไดแลเหนความส าคญ จงไดดดแปลงโดยตนไมนจะออกเปนใบทมขนาดใหญ และเมอน าไปตากแหง คณสมบตของมนจะเหมอนกระดาษทใชเขยนมาก ในภาพขางบนเราจะเหนพนกงานบรษทถอใบไมแหงของตนกระดาษทาบตนไมกระดาษ อย
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Tiny Piney
เปนสน ขนาดเลก โตเตมทสงเพยง 2 เซนตเมตร ถกดดแปลงพนธกรรมเพอใหมนเตบโตอยางรวดเรวและใชกลนตนสนมาใช อตสาหกรรมน าหอม โดยตนแบบสนเลกๆ นมอยมากมายอยางมหาศาลทนยมบรโภคในประเทศปาปวนวกนโดยจมลงไป ทอดกนกบกะทและหอย สวน Tiny Piney เปนชอเครองหมายการคา
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ขาวทองค า เกดขนเมอปลายทศวรรษ 1990 โดย ปเตอร เบเยอร ศาสตราจารยดานเซลลชววทยาแหงมหาวทยาลยไฟรบวรก เยอรมนน และ อนโก โพเตรคส แหงสถาบนพฤกษศาสตรในนวซแลนด ดวยการสอดใสยนทสรางสารเบตาแคโรทนเขาไปในดเอนเอของขาวธรรมดาขาวทตดตอพนธกรรมดวยวธนจะสามารถสรางสารเบตาแคโรทนขนมาไดดวยตวของมนเอง
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การผสมพนธสตว และการปรบปรงพนธสตว (Breeding and upgrading of
livestocks)
พนธวศวกรรม (Genetic engineering)
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การถายฝากยนในสตวเลยงลกดวยนม
เขมฉด (Microinjection)
กระแสไฟฟา (Electroporation)
สารเคม (Chemical)
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
วธการยายฝากยนในสตว (Gene transfer in animals) / สตวทถกถายยนแลวเรยกวา “Transgenic animal”
การยายฝากยน คอ การน ายนทตองการใสเขาไปใน
เซลลของสตวตวรบ เพอใหแสดงลกษณะทตองการ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Concepts of this part is “Applied the biotechnology in dairy cow for feed, growth, production and reproduction”
The genetic engineering of dairy cattle “High protein milk”
composition and function of milk protein for human consumption
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
The production of bST by biotechnology
1. Gene selection, DNA technique
2. Transfer gene to microbial strains
3. Up-scale of production, fermentation
4. Purification
5. Treats in the animals
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ปญหาในโคนม..โรคเตานมอกเสบ การแกไขตองใชยาปฏชวนะจ านวนมาก เกดจากเชออะไร ? เชอแบคทเรยจะถกก าจดดวย Lysostaphin เกดจาก ยน ? ยายฝากยนเขาไปใน ววนม เอาเซลลของววนมตวนมาท าการ โคลนนง ตอ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
แกะตวใหเซลล หรอใหนวเคลยส
แกะตวใหเซลลไข แกะตวรบตวออน
ลกแกะเกดจากการโคลนนง
กระบวน การผลตแกะดอลล
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
นกวทยาศาสตรไทยทผลตสตวไดจากกระบวนการโคลนนงโดยใชเซลลจากในห
ตมตาม 1- ตมตาม 7
ววโคลนนงไทย
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
กระบอโคลนนง
ไทย
3 มนาคม 2558 ศ.น.สพ.ดร. มงคล เตชะก าพ รองอธการบดจฬาลงกรณมหาวทยาลย ไดเปดตว �โคลนทอง� ควายโคลนนงจากเซลลใบหพญาควายปลกไทยตวแรกของโลก หลงจากทพยายามมากวา 10 ป โดยทางจฬาฯ ไดขอพระราชทานพระราชานญาตนอมเกลานอมกระหมอมถวาย �โคลนทอง� แดสมเดจพระเทพรตนราชสดาฯ สยามบรมราชกมาร เพอเปนเกยรตประวต ซงไดมพระราชกระเเสใหน ามาเลยงทโครงการสวนพระองคสวนจตรลดา เมอป 2556 ทผานมา โดยไดตดตามดแลโคลนทองมาโดยตลอด จนแนใจวา �โคลนทอง� สมบรณแขงแรงด จงไดมการเปดตวในวนน ซงกถอเปนความส าเรจอยางมาก
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การผลตตวออน (Embryo production)
In vivo embryo production In vitro embryo production
ความรทางวทยาศาสตรทเราตองน ามาใช
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การยายฝากอวยวะจากกระบวนการโคลนนง
ในหองทดลองแหงหนงในกรงโซล ประเทศเกาหลใต หลงเขารบการผาตดเปลยนหวใจดวงใหมทไดมาจากหมทผานการโคลนนงและตดแตงพนธกรรม น ายนทกอใหเกดปฏกรยาตอตานของรางกายออกไป ท าใหเมอรบการผาตดเปลยนหวใจแลว ยงไมมอาการปฏเสธสงแปลกปลอมของรางกาย ซงถอเปนกรณการผาตดเปลยนอวยวะทกาวหนาทสด และประสบความส าเรจ เมอวนองคารท 26 ม.ย. 2558ทผานมา
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ประสบความส าเรจในการโคลนนง"แพะ"แคชม"แพะหมาลยพนธหายากของแควนแคเมยร
ส านกขาวตางประเทศรายงานเมอวนท 16 ม.ค. 2555 วา ทมนกวทยาศาสตรมหาวทยาลยเชอร อ แคชเมยร ของอนเดย ประสบความส าเรจในการโคลนนง"แพะ"แคชม"แพะหมาลยพนธหายากของแควนแคชเมยร เพมความหวงทจะเพมจ านวนสตวประเภทนทนยมถกน าไปท าเปนเสอคลม โดยแพะดงกลาวเปนเพศเมย ถกตงชอวา"นร"แปลวา แสงไฟ ในภาษาอารบค
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ทมสตวแพทยไทย ประสบความส าเรจ ครงใหญ สรางละมงในหลอดแกวตวแรกของโลก
ท สวนสตวเปดเขาเขยว วนน 31 มนาคม 2553 เวลา 09.00 น. 2553
โดยสามารถพฒนาถงระยะ บลาสโตซส (Blastocyst) หมายถง การปฏสนธในหลอดแกวไดเปนครงแรกของโลก และเมอวนท 30 มนาคม 2553 ไดท าการยายฝากตวออนเขาสทอน าไขของแมละมงอมบญจ านวน 4 ตวโดยแบงเปนตวออนระยะ 2 เซลล จ านวน 2 ตว (แมละ 1 ตวออน) และตวออนระยะ 4 เซลล เขาสแมอมบญอก 2 ตว (แมละ 1 ตวออน)
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การโคลนนงชาง แมมมอธ
โคลน “ชางแมมมอธ” ไมยากอยางทคด แตอาจตองใชเวลานานหลายสบป ไมใชเวลาแค 5 ปเหมอนทนกวจยรสเซย-ญปนซงมโครงการคนชพชางโบราณนอางวาจะท าไดส าเรจ โดยชางเอเชยจะเปน“แมอมบญ”ทดทสดเพราะมสายสมพนธใกลเคยงกน ชางแมมมอธหรอชอทางวทยาศาสตรวา แมมมทส ไพรมจเนยส (Mammuthus primigenius) ไดใชชวตทองไปบนโลกใบนเปนเวลากวาลานป โดยครอบคลมอาณาบรเวณตงแตยโรป เอเชยไปจนถงอเมรกาเหนอ แตชางโบราณกหายไปจากไซบเรยเมอประมาณ 10,000 ปกอน แมวายงมแมมมอธแคระเหลอรอดอยบนเกาะแรงเกล (Wrangel Island) ในทะเลอารกตกมาจนกระทงเมอ 3,700 ป กอนกตาม นกวทยาศาสตรไดสกดดเอนเอของชางโบราณทมขนหนาปกปยนอยจากทงงา กระดก และฟนของแมมมอธ ซงเมอมสารพนธกรรมเหลานแลวไลฟไซนแจงวากมความเปนไปไดทเราจะโคลนชางแมมมอธขนมาไดในสกวน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การโคลนนงแกะดดแปลงพนธกรรม
นกวทยาศาสตรจนประสบความส าเรจในการโคลนนงแกะดดแปลงพนธกรรม โดยใชเทคนคทงายขนเรยกวาการโคลนนงดวยมอ เผงเผง (Peng Peng) แกะพนธเมอรโนจน เกดเมอ 26 มนาคม 2555 ทผานมา ทศนยวจย เขตปกครองตนเองซนเจยงอยกร ทางตะวนตกไกลของจน นกวทยาศาสตรไดท าการตดตอพนธกรรม โดยใสยนไขมนชนดดของพยาธตวกลม ซงพสจนแลววาดตอสขภาพของมนษย มาใสในเซลลจากหของแกะเมอรโนอกตว กอนน าเซลลทไดไปใสในไขทยงไมผสมเชอ และฝงในครรภของแมแกะ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
เจาะลกดการเพาะสเตมเซลลตวออนมนษย สายพนธไทย!!
ใชแสงซนโครตรอนพฒนา “สเตมเซลล” ส “มะเรงตบ”
เมอเซลลถกการกระตนใหเปนเซลลตบในระยะสดทายแลวนน เซลลตบสามารถท าหนาทไดอยางสมบรณหรอไม ซงเทคนคการวเคราะหจากกลองจลทรรศนอนฟราเรดโดยใชแสงซนโครตรอน สามารถแสดงผลการพฒนาไปสเซลลตบไดอยางชดเจนเปนทนาพอใจมาก คดวาจากนไปจะทดลองในสเตมเซลลตวออนมนษย (Embryonic Stem Cell) หรอดวยสเตมเซลลรางกาย (Adult Stem Cell) ซงจะเปนประโยชนทางการแพทยตอไปในอนาคต
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
เปลยนเซลลผวหนงใหเปนเซลลตนก าเนดกอนพฒนาเปนเซลลกลามเนอหวใจ หวงใชรกษาผปวยหวใจลมเหลว
เบองตนทดลองในสตว
นบเปนขาวดส าหรบผปวยโรคหวใจลมเหลว ททมนกวจยจากศนยการแพทยรามบาม (Rambam Medical Center) ในเมองไฮฟา ประเทศอสราเอล ไดทดลองน าเอาเซลลผวหนงจากผปวยโรคหวใจลมเหลวทเปนชายจ านวน 2 คน มาผสมเขากบยนและสารเคมทมสตรเฉพาะ เพอท าการสรางเซลลตนก าเนด หรอสเตมเซลลขนในหองปฏบตการ และพฒนาเปนเซลลทตองการ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การผลตลกลง ไคเมรา” (chimera)
ลกลงทเกดจากกลมเซลลอวยวะตางๆ ของลงหลายตววา “ไคเมรา” (chimera)
ลงไคเมรามความส าคญตอการพฒนาการศกษาเกยวกบตวออน ซงมขอจ ากดเมอศกษาในหน โดยการวจยครงนบบซนวสรายงานวานกวทยาศาสตรไดใหก าเนดลกลงรสส (rhesus monkey) ทปกตและแขงแรง ซงเกดจากผสมเซลลของลง 6 ตวทมความแตกตางกนอยางชดเจน “เซลลเหลานนไมไดหลอมรวมกน แตอยดวยกนแลวท างานรวมกนเพอกอตวเปนเนอเยอและอวยวะ”
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Dolion
มนนาจะเปนตวอยางทโดดเดน ท สดของวทยาศาสตรท สามารถน า DNA มาใชไดอยางเหลอเชอ Dolion เปนการ ดดแปลงพนธกรรมระหวางสงโตและสนข จนไดผลตผลสตวเหลอเชอน (บนโลกมสตวชนดนแคสามตวและมนอยใน หองปฏบตการ ภาพขางบนมชอวา Rex ซงเปนตว แรก)
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Lemurat
ความมงคงของคนรวยชาวจนก าลงเพมขน พวกเขาก าลงมองสตวเลยงทแปลกใหมเอาไวโออวดเงนทองของพวกเขาและนนเองจงเปนทมาของบรษทวจยทางการแพทยและวทยาศาสตรจนในการ แขงขนผลตสตวขามสายพนธใหประสบผลส าเรจมากทสด (เพอการเงน) จนททสดพวกเขากไดแมวพนธใหมทเกดจากการผสมระหวางพวกลงและแมว ท าใหไดสตวทมขนนมหลายสของแมว และหางลายและตาเหลอง ทมกพบในสตวจ าพวกลง โดยทวไปมนไมอนตราย และชอวทยาศาสตรคอ Prolos Fira
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Umbuku Lizard
เปนสงมชวตชนดเดยวทไมม เหตผลหรอวตถประสงค ในการดดแปลงพนธกรรม แตเปนเครองพสจนวาสามารถท าได โดยพนธกรรมในซมบบเว ไดจดการดดแปลงใหตกแกสตวพนเมองทมขนาดเลกและหายากในแอฟรกา โดยท าใหมนบนได แลวตงชอใหมวา Umbuku Lizard
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ปลามาลายเรองแสงเปน ปลาทไมไดพบเหนในธรรมชาต(แนนอน) เพราะมนเกดจากการดดแปลงพนธกรรม โดยน ายนจากแมงกะพรนหรอดอกไมทะเลชนดพเศษ ซงควบคมการสรางโปรตนทเรองแสงไดเองตามธรรมชาตใน ไปใสไวในสายของดเอนเอทท าหนาทควบคมลกษณะทางพนธกรรมของปลามาลาย จงท าใหปลามาลายซงปกตมลกษณะใสและไมเรองแสง เปลยนแปลงลกษณะกลายไปเปนปลามาลายทเรองแสงได
การผลตปลามาเรองแสง เรยกวา “โกลฟช” (GloFish)
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Cats glow
แมวเรองแสงเกดจาก ดดแปลงพนธกรรมโดยนกวทยาศาสตรชาวเกาหลใต ท าใหแมวสามารถเรองแสงไดในความมดเมอสมผสกบแสงอลตราไวโอเลต โดย กง อลคน ผเชยวชาญดานโคลนนง มหาวทยาลยแหงชาตยองซง ไดสรางแมวขนมา 3 ตว แมวเหลานถกดดแปลงพนธกรรมในสวนของยนทผลตโปรตนฟลออเรสเซนต นบเปนครงแรกในโลกทมการโคลนแมวทถกดดแปลงยนดงกลาวตอนแรกพวกเขา ไดแมว 3 ตว แตตอนนเหลอรอดชวตเพยง 2 ตว และเตบโตจนมน าหนก 3 กก. และ 3.5 กก. โดยวตถประสงคใน การทดลองนกเพอน า เทคโนโลยไปใชในการโคลน แมวทมยนผดปกต รวมทงม ประโยชนในการพฒนาการรกษาโรคโดยใชเซลลตนก าเนดหรอสเตมเซลล หรอจะน ามาใชในการโคลน สตวใกลสญพนธชนดตางๆ เชน เสอ เสอดาว และแมวปากยงได
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
เพอพฒนาพนธสตว ใหมคณคาทางอาหารแกมนษยมากยงขน
ในขณะทศกยภาพในการเลยงสตว และพนทในการเลยงมจ ากด เชน
ไดพบวธเปลยนยนในหม แลวท าใหลกหมโตเรวกวาปกต ถงรอยละ 40 ม
น าหนกหนก 92 ปอนด หมธรรมดาจะหนกเพยง 65 ปอนด และมขนาดใหญกวา
หมปกต ในขณะทกนอาหารลดลง 25% หมเหลานขบถายของเสยลดลงมาก
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
สตวอนๆ เชน วว สตวปก สตวน าตางๆ กถกปรบปรงพนธ จดประสงคสวน
ใหญ คอ โตเรว ใชอาหารนอย คาใชจายนอยลง ทนทานโรคและแมลง ใหผลผลต
มาก เทคโนโลยนเกษตรกรทผลตสตวสนใจกนมาก ตวอยางสตวอนๆ เชน ววท
ทนโรคและแมลง ไขทมโคเลสเตอรอลนอยลง ปลาทนาโตเรวตานทานโรค
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
องกฤษไฟเขยวใหนกวทยาศาสตรดดแปลงพนธกรรมตวออนมนษยเพอการวจยได ครงแรกในประวตศาสตรองกฤษ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ส านกขาว CNN ระบวา การดดแปลงพนธกรรมตวออนมนษย ไดรบอนญาตใหท าเพอจดประสงคในการวจยเทานน เพอใหนกวทยาศาสตรไดท าความเขาใจเกยวกบพฒนาการของตวออนระยะตาง ๆ แตยงคงเปนเรองทผดกฎหมายหากเอามาใชในการสรางตวออนทออกแบบได แลวฉดเขาไปในรางกายของผหญง ส าหรบการวจยทจะมการดดแปลงพนธกรรมตวออนนน ไดรบอนญาตจากส านกงานคพภวทยาและการผสมพนธมนษย นกวทยาศาสตรจะเนนศกษาพฒนาการของไขทผสมแลวในชวง 7 วนแรก ซงเปนชวงทไขจะมพฒนาการจากเซลลเซลลเดยวไปเปน 250 เซลลโดยประมาณ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ปลาแซลมอนพนธใหมทเอกชนในสหรฐฯ พฒนาขน โตเรวกวาแซลมอลธรรมชาตสองเทา แตคณคาทางอาหารไมแตกตาง เตรยมจดประชมสาธารณะหาขอสรปกอนผลตสตลาด ดานองคกรไมแสวงหาก าไรคดคาน พรอมเรยกรองใหศกษาระดบคลนก ทดสอบผลขางเคยงตอสขภาพคนบรโภค ปลาแซลมอนดดแปรพนธกรรมหรอจเอมโอ (GMO) ทก าลงกลาวถงอยนมชอทางการคาวา "แอดเวนเทจ แซลมอน" (AquAdvantage salmon) ทพฒนาขนดวยเทคนคทางพนธวศวกรรมโดยอะควา เบาท เทคโนโลจส องค (Aqua Bounty Technologies Inc.) มคณสมบตโตเรวเปน 2 เทาของปลาแซลมอนแอตแลนตกโดยทวไป ความส าเรจในการพฒนาปลาแซลมอนดงกลาว นบวาส าคญอยางยงตออะควาเบาททเปนเพยงบรษ ทเลกๆ แตสามารถตอกเสาเขมของอนาคตไวบนเทคโนโลยได และหลงจากทเจาหนาทของสหรฐฯ ใหขอคดเหนตอเรองนในทางบวกเมอวนท 3 ก.ย. ทผานมา อะควาเบาทกสามารถเพมสวนแบงในตลาดแซลมอนไดเปน 26%
ปลาแซลมอนโตกวาปกต
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
นกวทยาศาสตรประเทศญป นพฒนา “ หน ” ทสงเสยงรองเหมอนนกไดโดยบงเอญ ผานการตดตอพนธวศวกรรมทตงใจจะผลตหนขาสนและมหางใหมรปรางเหมอนสนขดชชนด กลายเปนววฒนาการใหมทอาจน ามาตอยอดพฒนาเรองระบบภาษาและการพดของมนษยในอนาคต ผลงานครงนเปนของมหาวทยาลยโอซากา น าโดยอารคน อชมระ ตดตอพนธกรรมของหนใหเหมอนการกลายพนธ ซงเปนหนทางววฒนาการของสงมชวตตามธรรมชาต ไดหนทจะรองหวดหววเมอถกน าไปอยในสภาพแวดลอมใหม หรอเมอตวผเจอตวเมยหลงตดตอพนธกรรม เราตรวจดหนเกดใหมทกวน ทกตวแลววนหนงกพบวามหนทรองเพลงไดเหมอนนก จากทแรกทคดวาจะพบวารปรางผดปกตไปตามทตงใจ ตอนนเรามหนทรองไดเหมอนนกกวา 100 ตวแลว " อชมระ กลาว หนเปนสตวเลยงลกดวยนม มความใกลชดกบมนษยมากกวานก จงดกวาถาน ามาศกษาเรองระบบภาษาและการพดของมนษย
หนรองเหมอนนก
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
งานวจยนน าโดย ศ.มารค โพสต (Prof. Mark Post) จากมหาวทยาลยมาสทรคท (Maastricht University) ภายใตโครงการมลคานบ 10 ลานบาท ซงไดน าเอาเซลลจากววแลวเปลยนใหเปนรวกลามเนอซงน ามารวมกนเปนกอนเนอได
จากสกดเอาสเตมเซลลจากเนอเยอกลามเนอวว และในหองปฏบตการเซลลเหลาน ไดรบการเพาะเลยงดวยสารอาหารเคมเพอชวยใหเซลลเตบโตและเพมจ านวน สามอาทตยหลงจากนนกมสเตมเซลลเปนลานเซลล ซงจะถกน าไปใสในจานเพาะเลยงเลกๆ ทเซลลเชอมตดกนกลายเปนรวกลามเนอประมาณ 1 เซนตเมตร และหนาไมกมลลเมตร
ดวยการเตม "ไมโอโกลบน" (myoglobin) สารประกอบทเกดตามธรรมชาต ทมอยในเซลลกลามเนอของสตวมระดกสนหลง และสตวเลยงลกดวยนมทวไป โดยเธอบอกวาหากท าไมเหมอน และรสชาตไมคลายเนอวว กไมใชตวเลอกทจะมาแทนทได
In vitro meat
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ซงท าใหเกดการผลตปกตของยนทชอวา Myostatin ( เปนยนทควบคมการสรางกลามเนอ ใหสมดลยกบปรมาณไขมน ) เมอยน Myostatin ท างานนอยลง ท าใหววสายพนธเบลเยยน มกลามเนอเพมขนอยางผดปกต คอท าใหเกดกลามเนอสองชน ( Double-Muscle )
การศกษายนทควบคมการสรางกลามเนอ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
อาจมปญหาตอสขภาพของมนษย
มผลกระทบตอส งแวดลอม โดยเฉพาะอยางย งความ
หลากหลายทางชวภาพ (biodiversity)
ทางดานคณธรรม จรยธรรม (animal welfare)
ดจรง หรอเปลา ???
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
แนวทางการพฒนารวมระหวางพชและสตว
ทางดานสตว: •ระหวางสตวชนดเดยวกนแลกเปลยนยนกน •ระหวางสตวตางชนดกนแลกเปลยนยนกน •ระหวางสตวกบสงมชวตขนาดเลก
ทางดานพช: ระหวางพชชนดเดยวกนแลกเปลยนกน ระหวางพชตางชนดกนแลกเปลยนยนกน ระหวางพชกบสงมชวตขนาดเลก
การแลกเปลยนระหวางพชกบสตว
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Fern Spider
แมงมม เฟรนไมซ ากนในรายการทเอาสตวและพชมารวมกน เปนการดดแปลงพนธกรรมโดยใช แมงมมพนธในอตาลชอ Wolf spider (Lycosa tarantula) และ ponga fern (Cyathea dealbata) วตถประสงคในการผสมพนธมหศจรรยนคอการศกษาอตราการรอดของแมงมมใน ธรรมชาต การทดลองนเปนของ ในนวซแลนด แตผลการศกษายงไมเผยแพร
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ประโยชนของการพฒนาหรอแนวทางเพอการพฒนา
การรเรมคนควาหาทรพยากรธรรมชาตมาใชประโยชน (search for utilization of unused resources) การสรางทรพยากรใหม การใชทรพยากรและความรใหเกดประโยชนสงสด
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
o Gene bank
o เปนการเกบอนรกษยนทมความส าคญๆ เพอใชในการขยายพนธตอไปในอนาคต และไมใหสตวสญพนธ
o เกบในรปของ DNA, Ovum, Sperm เปนตน
o แชแขงใน ไนโตรเจนเหลว -196 degree
Medical Diagnostics Vaccines Therapeutics Drugs Medical products Food healthy
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Useful application
• อายยนยาวขน • การรกษางาย และรวดเรว • ก าหนดและควบคมโรคตางๆ ไดงายขน • เพมแนวทางการรกษา •ทางเลอกในการรกษา • สขภาพดขน •ขอมลการศกษาวจยมความรมากขน
การผลตวคซน: วคซนทกชนดนบวาเปนผลตภณฑเทคโนโลยชวภาพเชนเดยวกน วคซน อาจเตรยมไดจากเซลลของตวกอโรคทงหมด (Whole cells) หรอเตรยมจากเปลอกหมตวเชอ (Capsule) หรอ เตรยมจากสวนขนละเอยดรอบตวเชอ (Pilli) กได
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
สารกระตนการสรางภมคมกนโรค: ผนงเซลลของจลนทรยบางชนด มสวนประกอบของสารในกลม polysaccharides (เชน Oligosaccharide และ Peptidoglycan เปนตน) สารพวกน มคณสมบตในการเกาะจบจลนทรยตวกอโรค และสามารถกระตนใหรางกายสรางภมคมกนโรคไดดขน ผลตภณฑในกลมน มตงแตการใชตวเซลล (Whole cell), สกดเพยงบางสวน เชน สาร Oligosaccharide จากผนงเซลลของยสต แบคทเรย Pediococcus spp. และ Lactobacillus บางสายพนธ
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Insulin hormone produced by bacteria
Insulin, first produced as a medicine, it was produced from the pancreas of cattle that had been slaughtered, the process was expensive and some people were allergic to it.
The treatment for diabetes is to give patients daily doses
Technique are;
-Human DNA is extracted -Splice into the bacteria (E. coli bacteria), all bacteria reproduced from the genetically altered bacteria have the insulin manufacturing genes -Remove to the fermentation tanks
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
The production of bST by biotechnology
1. Gene selection, DNA technique
2. Transfer gene to microbial strains
3. Up-scale of production, fermentation
4. Purification
5. Treats in the animals
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Concepts of this part is “Applied the biotechnology in dairy cow for feed, growth, production and reproduction”
The genetic engineering of dairy cattle “High protein milk”
composition and function of milk protein for human consumption
น ายอย หรอ เอนไซม : น ายอยทสรางจากสตวแตละชนด มความสามารถในการยอยวตถดบอาหารสตวไดแตกตางกน เมอใหสตวกนวตถดบบางชนดแลว สตวไมสามารถยอยได ท าใหสนเปลองวตถดบ ดงนนเปาหมายของการใชวตถดบในปรมาณนอย แตใหเกดประโยชน (ยอย) ไดดทสด ปจจบนจงไดมการผลตน ายอย ทงชนดจ าเพาะ เชน น ายอยทยอยสารกลแคน (Glucanase) หรอในรปของน ายอยรวม (Enzyme cocktail) มาใชผสมในอาหารสตว ท าใหสามารถลดปรมาณการใชวตถดบได และสตวเจรญเตบโตไดด น ายอยทกลาวถงน คอผลตภณฑทไดจากกระบวนการสนดาป (Metabolic products) ซงสวนใหญมาจากกระบวนการหมกของจลนทรย
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
o การยายฝากยนทผลตเอนไซน ไฟเตส (Phytase) o ในหมเพอใหลกหมสามารถสรางเอนไซนนไดเองจากตอมน าลาย o เอนไซนนจะชวยการสารอาหารใหได ฟอสฟอรส (Phosphorus) ใชหมเพศผ และเพศเมยเพอผลต ไขทปฏสนธแลว(fertilized egg) หายนทท าหนาทผลตเอนไซน และฉกยนเขาทนวเคลยสของอสจ ยายฝากตวออนไปยงตวรบ ลกหมเกดมาจะมเอนไซน
การสรางหมทผลตเอนไซนในตว
วตามน : วตามน เปนผลตภณฑจากกระบวนการสนดาปทเกดขนตามธรรมชาตจากการผลตของจลนทรย เชน กากเบยร จะมสวนประกอบของวตามน บ หลายชนด เปนตน
โปรตน และกรดอะมโน : ตวเซลลของจลนทรยหลายชนด มสวนประกอบของโปรตน และกรดอะมโน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การผลตสารทใชส าหรบคนทเปนโรคโลหตจาง
การยายฝากยนทผลตสารในหม
รดน านมหมแลวสกดสารเพอน าไปใชส าหรบคนปวย
การผลตสารเพอใชในมนษย
สารเสรมชวนะ: หรอ ทเรยกวา โปรไบโอตก เปนผลตภณฑทางเทคโนโลยชวภาพ ทอาจกลาวไดวา ผลตภณฑกลมน เปนทรจกมากทสดในวงการการเลยงสตว สารเสรมชวนะ ประกอบดวยกลมของจลนทรยทมคณประโยชน ไดแก แบคทเรย (Bacteria) ยสต (Yeasts) และรา (Fungi) โดยเฉพาะพวกแบคทเรย ทสามารถสรางกรดแลคตค และกรดไขมนระเหย (Lactic acid and Volatile Fatty acid) ความส าคญของสารเสรมชวนะ นอกจากจะสรางกรด เพอยบยงการเจรญของจลนทรยตวกอโรคแลว ยงมความสามารถในการเจรญทวจ านวนไดรวดเรว เบยดบง หรอขม และแขงจลนทรยทกอโรคไดอกดวย และสารเสรมชวนะน ตวเซลลยงประกอบดวยสารส าคญ ในการกระตนการสรางภมคมกนโรค พวก polysaccharide และ peptidoglycan อกดวย มผอธบายถงการทจลนทรยพวกน สามารถสรางสารคลายปฏชวนะ ท าลายจลนทรยอน โดยเฉพาะตวทกอโรคไดเชนเดยวกน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
การถนอมอาหาร: การถนอมอาหารโดยใชจลนทรย ไดแก การหมก และดองอาหาร เชน การท านมเปรยว แหนม ผกดอง เปนตน
เพมคณคาทางอาหาร: เชน จลนทรยจะสรางน ายอย เพอยอยน าตาลแลคโตสในน านม ใหไดเปนน าตาลกลโคส และน าตาลกาแลคโตส ซงมนษยสามารถน าไปใชได
อตสาหกรรมการผลต: เชน การผลตเหลาองน เบยร แอลกอฮอล ทน ามาใชเปนเชอเพลง และใชฆาเชอ เปนตน
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Environmental Environmental monitoring
Pollution prevention
Bioremediation
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
Useful application
• ลดมลภาวะตางๆ • เฝาระวงการเปลยนแปลงทเกดขนไดทนเวลา • สงแวดลอมเหมาะแกการด ารงชพของสงมชวต • การพยากรณไดแมนย ามากขน • ลดความเสยหายตอชวตและทรพยสน
กลมยอยสลาย อนทรย และอนนทรยสาร: จลนทรยหลายชนด
โดยเฉพาะแบคทเรย ท าหนาทในการยอยสลายของเสยทงหมด ใหกลายเปนโมเลกลขนาดเลกมาก จนพชชนสง และพชเซลลเดยว สามารถดดซบสารอาหารไปใชประโยชนได ปจจบนสามารถเพาะเลยงจลนทรย เพอน ามาเปนผลตภณฑทใชในการยอยสลาย และควบคมคณภาพของน าเสยจากฟารม อยางแพรหลาย
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
สารสกดจากพช : สารสกดจากพชบางชนด มคณสมบต เปนสาร
ท าลายศตรพช หรอ ออกฤทธท าลายแบคทเรยบางชนดได
การขยาย และการปรบปรงพนธสงมชวตทงหลาย การน าผลผลตจากสงมชวต ไปแปรรปเปนอาหาร หรอยา กระบวนการทใชแปรรปผลผลตดงกลาวในระดบโรงงาน กระบวนการทใชสงมชวต เชน จลชพ ในการบ าบดน าเสย และรกษาสภาพแวดลอม การน าของเสยจากสงมชวตไปใชประโยชน เชน น าไปท าปย เทคโนโลยทเกยวของ ไดแก 1. การตดตอยน (genetic engineering) เทคโนโลยดเอนเอสายผสม (recombinant DNA) และเทคโนโลยโมเลกลเครองหมาย (molecular markers) 2. การเพาะเลยงเซลล และการเพาะเลยงเนอเยอ (cell and tissue culturing) พช และสตว 3. การใชประโยชนจาก จลนทรยบางชนด หรอใชประโยชนจากเอนไซมของจลนทรย
ผศ.ดร. วาท คงบรรทด
สรปเทคโนโลยชวภาพทใชประโยชนได