Genetic engineering

เทคนิคพันธุวิศวกรรม ( Genetic engineering )

https://i0.wp.com/www.ces.ncsu.edu/resources/crops/ag546-1/helixes3.jpghttps://i0.wp.com/library.thinkquest.org/04apr/00774/en/images/clip_image001_0000.jpg

การปรับปรุงเปลี่ยนแปลงลักษณะทางพันธุกรรมโดยการนำยีน    หรือชิ้นดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์หนึ่งไปถ่ายฝากในสิ่งมีชีวิตอีกสายพันธุ์หนึ่งเพื่อให้มีคุณสมบัติตามต้องการ     นักวิทยาศาสตร์เริ่มศึกษาวิจัยตั้งแต่คริสต์ศตวรรษที่  70และก้าวหน้าเพิ่มขึ้นเรื่อยมาจนกระทั่งในทศวรรษที่ผ่านมาได้มีการนำผลงานวิจัยไปทดสอบและเริ่มมีผลิตภัณฑ์ออกมาจำหน่ายในสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2536 เทคนิคพันธุวิศวรรมเอื้อประโยชน์มหาศาลต่อวงการแพทย์ในการคิดค้นยาและวัคซีนป้องกันโรคตลอดจนการพัฒนาพันธุ์พืชเศรษฐกิจต่างๆ เช่น มะเขือเทศ ถั่วเหลือง ฝ้าย มันฝรั่ง ฯลฯ
ข้อดีของพันธุวิศวกรรม
ใช้เวลาน้อยกว่าวิธีการปรับปรุงพันธุ์ตามธรรมชาติหรือวิธีการดั้งเดิม   ผลิตผลที่ได้จะมีคุณสมบัติตรงตามความต้องการมากกว่า เนื่องจากใช้ยีนที่มีคุณสมบัติที่ต้องการโดยตรงไม่มีข้อจำกัดของแหล่งยีนที่ จะนำมาตัดต่ออาจเป็นยีนที่ได้มาจากการสังเคราะห์ขึ้นหรืออาจไม่เกี่ยวข้อง กับสายพันธุ์เดิมเลยก็ได้
วิธีการตัดต่อยีน
วิธีการหลักที่ใช้ในขณะนี้คือการใช้จุลินทรีย์ที่  เรียกว่า  อะโกรแบคทีเรียม (Agrobacterium) เป็นพาหะนำยีนเข้าไป โดยเชื้อแบคทีเรียชนิดนี้จะสามารถเข้าสู่เซลล์พืชได้ ทางบาดแผลพืชบางชนิด  เช่น ต้นมะเขือเทศ  ต้นมันฝรั่ง ต้นยาสูบและต้นถั่ว   จากนั้นแบคทีเรียจะทำให้พืชเกิดการเจริญแบ่งเซลล์ที่ผิดปกติในบริเวณที่มี แบคทีเรียอยู่จนเซลล์พืชบวมขึ้นดูคล้ายก้อนเนื้อร้ายหรือมะเร็ง เรียกว่า คราวน์ กอลล์(Crown gall) ทำให้พืชเจริญผิดปรกติ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ปืนยิง (gene gun) ยิงยีนที่เกาะอยู่บนกระสุนซึ่งทำด้วยทองเข้าไปในยีนของสิ่งมีชีวิตที่เราต้องการ
เทคนิดการดัดแปลงพันธุ์พืชโดยใช้ Agrobacterium
นำยีนจากพืชที่มีลักษณะต้านทานโรค แล้วแยกพลาสมิด (DNA vector) ออกมาจาก Agrobacterium และตัดส่วนหนึ่งของพลาสมิดออกไปเชื่อมต่อยีนเข้ากับพลาสมิดได้ Agrobacterium ที่ต้านทานโรคใส่เข้าไปในเซลล์พืชเพาะเลี้ยงได้พืชที่มีความต้านทานโรค

Gene Therapy

Definition of Gene Therapy
ยีนบำบัดในมนุษย์ (Human Gene Therapy)คือ วิธีการนำสารพัธุกรรม (Genetic Material)  ใส่เข้าไปในเซลล์ของผู้ป่วยเพื่อทำหน้าที่ทดแทนยีนที่ขาดหายไป หรือทำหน้าที่ผิดปกติ หรือให้หน้าที่ใหม่สำหรับเซลล์นั้น ทำให้เกิดประโยชน์ทางการรักษาโรค ในระยะเวลา 30 ปีที่ผ่านมา ได้มีความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมากทางวิชาพันธุกรรม  ชีวเคมี  และ  ชีววิทยาโมเลกุล ทำให้ทราบถึงการเปลี่ยนแปลง และความผิดปกติในระดับพันธุกรรมของโรคต่าง ๆ จนถึงขั้นนำความรู้เหล่านี้จากห้องปฏิบัติการมาให้ทางคลินิกในการรักษาผู้ป่วย
Methodology of Gene Therap
วิธีการในการนำยีนใส่เข้าไปในเซลล์ที่ต้องการและทำหน้าที่ในเซลล์นั้น ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันนี้ ในการศึกษาวิจัยเรื่อง ยีนบำบัด  (Gene Therapy) มีอยู่หลายวิธีพอสรุปได้ดังนี้ 

1. 1.       การใส่ยีนโดยวิธีทางกายภาพ  (Physical Delivery Systems)
1.1   การตกตะกอนยีน โดยวิธีใช้สารเคมี แคลเซียม-ฟอตเฟต (Calcium-phosphate Precipitation)
1.2   การใส่ยีนโดยใช้กระแสไฟฟ้าทะลุทะลวงผิวของเซลล์ (Electroporation)
1.3   การใส่ยีนโดยการฉีดยีนเข้าไปในเซลล์ โดยตรง (Microinjection)
1.4   การใส่ยีนโดยกาหลอมตัวของโปรโตพลาซึมเข้าด้วยกัน  (Protoplast Fusion)
1.5   การใส่ยีนโดยใช้เซลล์ไขมันขนส่ง (Liposomal transfer)
1.6   การใส่ยีนโดยรีเซปเตอร์ของเซลล์ (Receptor-mediated Delivery)
1.7   การฉีดเนื้อเยื่อเข้าไป (Tissue Injection)

1. 2.       การใส่ยีนเข้าไปในเซลล์โดยใช้เชื้อไวรัสนำเข้า (Viral-mediated Delivery Systems)
2.1   ใช้รีโทรไวรัส (Retroviruses)
2.2   ใช้อะดีโนไวรัส (Adenovirus)
2.3   ใช้ไวรัสเริม (Herpes Simplex Virus)

ปัญหาที่สำคัญที่เป็นข้อจำกัดในวิธีการต่าง ๆ ดังกล่าวข้างต้นในการนำยีนหรือ ดีเอ็นเอ(DNA) ที่ต้องการใส่เข้าไปในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม (Mammalian Cells) มี 2 ประการด้วยกันคือ
1.  Low Efficiency of Gene Expression ประสิทธิภาพในการสร้างโปรตีนของยีนใหม่ที่ใส่เข้าไปใน Mammalian Cells จะต่ำกว่าเมื่อใส่ใน Prokaryotic Cells มาก เช่น ในเซลล์ของมนุษย์จะมีส่วนของยีนใหม่สอดแทรกเข้าไปใน ดีเอ็นเอ (DNA) ของเซลล์ในขนาดที่สั้นมาก เช่น ประมาณ 6 กิโลเบส (Kilobases) มีผลทำให้เพียง 10-30 เปอร์เซ็นต์ ของเซลล์ที่พบว่ารับยีนใหม่เข้าไปและสามารถสร้างโปรตีนของยีนนั้นได้ จะมีทรานสคริปชั่นยูนิต (Transciption  Unit) ที่สองที่อยู่ในรูปแบบที่สมบูรณ์ (Intact Form)
การพัฒนาประสิทธิภาพของการแสดงออกของยีน (Gene Expression) เมื่อใส่ยีนเข้าไปในเซลล์แล้วส่วนใหญ่จะเป็นเรื่องของการเลือกใช้ ดีเอ็นเอ  (DNA) ส่วนที่ควบคุมการแสดงออก (Expression) ของยีนนั้น ๆ ให้เหมาะสม โดยเรียกโปรโมเตอร์ (Promoters) ที่จะคุม Transcription ของยีนให้แรงพอที่จะกระตุ้นให้ยีนมีการสร้างโปรตีนในปริมาณที่มากพอในการทำ หน้าที่ของยีนนั้น
2.  Short-lived Response ระยะเวลาที่ยีนใหม่จะสร้างโปรตีน แม้ว่าการสอดแทรกเข้าไป(Transfection) ของยีนใหม่จะเกิดขึ้นสมบูรณ์แบบแล้วก็ตามมักจะสั้นเกินไป เช่น ระยะเวลาเป็นเดือนเท่านั้น ไม่ว่าจะใช้วิธีไหนก็ตามในการนำยีนใส่เข้าไปในเซลล์ ซึ่งสาเหตุอาจจะเกิดขึ้นจากการสอดแทรกเข้าไปในสายของโครโมโซม การกลายพันธุ์ (Mutation)  การแสดงออก (Expression)  ของนอนอินทีเกรทดีเอ็นเอ ( Non-integrated DNA)   รวมทั้งการควบคุม Transcription ของยีน
เรื่องของรีพอร์ทเตอร์ยีนซิสเต็ม (Reporter Gene System) ก็มีความสำคัญกล่าวคือ การใช้ยีนที่เป็น มาร์คเกอร์ (Markers) เพื่อตรวจสอบว่า การสอดแทรกของยีน (Insertion) ที่ใช้ในการทำ ยีนบำบัด (Gene Therapy) มีประสิทธิภาพมากน้อยเพียงไรก็มีความสำคัญ และเป็นส่วนที่จะช่วยในการพัฒนาเทคนิคของ ยีนบำบัด(Gene Therapy) และเพิ่มความสำคัญในการนำยีนจากภายนอกเซลล์ใส่เข้าไปในเซลล์

รศ.นพ. นรินทร์  วรวุฒิ …http://www.mt.nmc.ac.th/Leukemia/index.php?option=com_content&view=article&id=21&Itemid=27

 

Agarose gel electrophoresis Southern Blot & Hybridization

Hybridization เป็นเทคนิคที่อาศัยคุณสมบัติเรื่องการจับคู่เบสอย่างจำเพาะของ ดี เอ็น เอ ( G:C, A:T) พันธะไฮโดรเจนที่เชื่อมระหว่างคู่เบสถูกทำลายได้ง่าย ๆ ด้วยความร้อน หรือการเพิ่ม pH ของสารละลาย 

 

เมื่อพันธะไฮโดรเจนถูกทำลาย ดี เอ็น เอ จะคลายเกลียว เปลี่ยนสภาพโมเลกุลจาก ดี เอ็น เอ รูปร่างเกลียวคู่เป็น ดี เอ็น เอ เส้นเดี่ยว เรียกว่าเกิด denaturation ของ ดี เอ็น เอ เมื่อลดอุณหภูมิ หรือลด pH ของสารละลาย ดี เอ็น เอ ลงสู่สภาพเดิม สาย ดี เอ็น เอ จะกลับมาเข้าคู่กันใหม่ โดยอาศัยการจับคู่เบสอย่างจำเพาะ

ก่อนที่จะเรียนลึกไปในเรื่อง hybridization นักศึกษาควรมาทำความรู้จักกับ DNA probe กันก่อน DNA probe คือ ดี เอ็น เอ สายสั้น ๆ ซึ่งติดฉลากกัมมันตรังสีไว้ DNA probe มีคุณสมบัติที่สำคัญคือ ความสามารถจับกับชิ้น ดี เอ็น เอ ที่สนใจได้อย่างจำเพาะ ทำให้เราสามารถติดตามชิ้น ดี เอ็น เอ ที่สนใจนั้นได้โดยอาศัยกัมมันตภาพรังสีที่ติดอยู่กับ DNA probe

Southern Blot Hybridization
เมื่อแยกชิ้น ดี เอ็น เอ ที่มีขนาดต่างกันออกจากกันด้วย agarose gel electrophoresis แล้ว หากต้องการทำhybridization เพื่อตรวจหาว่า ดี เอ็น เอ ชิ้นที่มียีนที่ต้องการศึกษาอยู่ในตำแหน่ง

ใดของ electrogram เราจำเป็นที่จะต้องย้าย ดี เอ็น เอ ที่แยกแล้วนั้นออกจาก agaroes gel ไปสู่แผ่น nitrocellulose ซึ่งมีความคงทนมากกว่า ทั้งนี้เพราะว่าระหว่างการ hybridization จะต้องมีการเพิ่มอุณหภูมิเพื่อให้ ดี เอ็น เอ แยกสาย ก่อนที่จะจับคู่เบสใหม่กับ DNA probe ความร้อนที่ใช้นี้สามารถทำลาย agaroes gel ให้หลอมละลายหายไปได้

การเคลื่อนย้ายชิ้น ดี เอ็น เอ จาก agarose gel ไปสู่แผ่น nitrocellulose ทำโดยการวางแผ่น nitrocellulose ไว้บน agarose gel ที่แช่สารละลายบัฟเฟอร์อยู่ แล้ววางกระดาษซับหลาย ๆ ชั้นบนแผ่น nitrocellulose อีกทีหนึ่ง แผ่นกระดาษซับที่แห้งจะดูดซับสารละลายบัฟเฟอร์ที่อยู่ข้างล่างให้เคลื่อนที่ขึ้น ชะผ่าน agarose gel และแผ่น nitrocellulose สู่กระดาษซับ ในขณะที่เคลื่อนที่ สารละลายบัฟเฟอร์จะชะเอาชิ้น ดี เอ็น เอ ให้หลุดออกจาก agarose gel

ไปเกาะติดกับแผ่น nitrocellulose ไปด้วย โดยวิธีนี้เราจึงสามารถย้ายชิ้น ดี เอ็น เอ จาก agarose gel ไปสู่ nitrocellulose ได้ วิธีการนี้เรียกว่า southern blot และถ้านำ DNA probe มาจับกับชิ้น ดี เอ็น เอ ที่ย้ายมาอยู่บน nitrocellulose อย่างจำเพาะ ต่ออีกทีหนึ่ง วิธีการทั้งหมดที่ประกอบด้วย agarose gel electrophoresis, southern blot และ hybridization จะเรียกว่า southern blot hybridization
เรียบเรียงโดย ผศ.นพ.ธีรวรรธน์
ขันทอง …http://www.student.chula.ac.th/~49371019/hybridization.htm

Present & Past Tenses

Present Continuous
ใช้ในกิจกรรมที่เริ่มทำแล้ว และตอนนี้ยังไม่เสร็จ
พูดกิจกรรมที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาใกล้กับขณะนี้
พูดถึงกิจกรรมที่เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาใกล้ๆนี้
Present Simple
ใช้ในกิจกรรมที่เกิดขึ้นเป็นประจำ
กิจกรรมที่เกิดขึ้นตลอดเวลา
กิจกรรมที่เป็นความจริงเสมอ
Past simple
กิจกรรมต่างๆที่เกิดขึ้นในอดีต
Past Continuous
ใช้เมื่อกล่าวถึงกิจกรรมในอดีตเริ่มทำแล้ว และยังไม่สิ้้นสุด
กล่าวถึงกิจกรรมที่กำลังดำเนินอยู่ และมีการกระทำอีกอย่างเกิดขึ้น
Present Perfect
พูดถึงสิ่งที่เกิดขึ้นไปแล้ว การกระทำในอดีตที่มีผลเกี่ยวเนื่องกับปัจจุบัน
เป็นการแจ้งเหตุการณ์ที่เพิ่งเกิดขึ้นเร็วๆนี้
พูดถึงเหตุการณ์ที่ดำเนินอย่างต่อเนื่องในอดีตจนถึงปัจจุบัน
และอาจกล่าวถึงเหตุการณ์ที่ยังไม่สิ้นสุดลงขณะที่พูด
Present perfect continuous
พูดถึงกิจกรรมที่เพิ่งสิ้นสุดลงเมืิ่อไม่นานมานี้
หรือ กล่าวถึงกิจกรรมที่มักเกิดขึ้นซ้ำในเวลานี้ในอดีต
[เน้นกิจกรรมว่าทำอะไร ผิดกับ Present Perfect ที่เน้นว่า กิจกรรมนั้นๆ เสร็จแล้ว]
[Present perfect continuous บางครั้งใช้ไม่ได้ เพราะ เป็น Stative Verb]
[Present perfect continuous ใช้บอกช่วงระยะเวลา ในขณะที่ Past simple บอกจุดเริ่มต้นของเวลา]
[Present perfect ใช้กับกิจกรรมที่มีผลในปัจจุบัน(-แล้วน่ะ) ]
[past simple คือกิจกรรมที่ผ่านพ้นไปแล้ว ณ จุดๆหนึ่งในอดีต สื้นสุดไปแล้ว]
Past perfect
คือ ที่สุดของอดีต ใช้เมื่อมีอะไรเกิดขึ้นก่อนบางสิ่งบางอย่างที่เกิดขึ้นในอดีต
past perfect continuous
กล่าวถึงกิจกรรมบางอย่างเกิดขึ้นในอดีต และกำลังดำเนินอยู่ในอดีต หลังจากนั้นมีกิจกรรมเกิดขึ้นตามมา
ขอขอบคุณ Grammar in Use ที่ให้ความรู้

Abbreviation

Abbreviation Definition
A
shortened
form
of
an
expression,
usually
followed
by
a period
. Dr
. is
a
standard
abbreviation
for
Doctor
; MA
is
a
standard
abbreviation
for
Massachusetts
.

RSVP = Please Answer
e.g. = For example
etc. = and so on
N.B. = Please note
c/o = in care of
approx. = approxiamately
PTO = Please Turn Over
Avs. = Average or Avenue
nos. = Numbers
cont’d = continue
Sq. = Squadron or Square

Writing Folder 2 Page 31 Objective First Certificate