Page 158 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 158
2-148 การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
ผลผลติ ต า่ งๆ ของเซลล์ เนือ่ งจากค วามร เู้ หลา่ น จี้ ะเปน็ ข อ้ มลู ท ใี่ ชใ้ นก ารป รบั ส ภาวะก ารห มกั ใหเ้ กดิ ก ระบวนการ
ทมี่ คี วามเหมาะส มท ีส่ ดุ (optimized process) ผลท ไี่ ดจ้ ากก ารป รบั ส ภาวะท เี่ หมาะส มค อื ก ารไดป้ ระสทิ ธภิ าพ
สูงสุดในก ารส ร้างผ ลิตภัณฑ์ท ี่ต ้องการจ ากจ ุลินทรีย์ ตัวอย่าง เช่น การป รับปริมาณออกซิเจนแ ละส ารอ าหาร
ให้เกิดผลผลิตตามที่ต้องการ กล่าวคือ สารเมแทบอไลต์หลายชนิดที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ปกติจะเกิดขึ้น
ในป ริมาณไม่ม ากน ัก เนื่องจากเซลล์ม ีก ลไกในก ารค วบคุมป ริมาณให้พ อเหมาะก ับค วามต ้องการในก ารด ำ�รง
ชีวิตของเซลล์ กลไกที่ใช้ในการค วบคุมนี้เป็นการค วบคุมแบบย้อนกลับ (feedback regulation) ดังน ั้น เมื่อ
ตอ้ งการผ ลผลติ ท เี่ ปน็ เมแ ทบอ ไลตใ์ นป รมิ าณม ากจ งึ ต อ้ งม วี ธิ กี ารค วบคมุ ใหเ้ ซลลน์ ัน้ อ ยใู่ นส ภาวะท มี่ กี ารผ ลติ
เกินกว่าธรรมชาติของเซลล์ปกตินั้น (over production) ซึ่งอาจทำ�ได้หลายวิธี เช่น การคัดเลือกจุลินทรีย์
สายพันธุ์ใหม่ การสร้างจุลินทรีย์ดัดแปลงพันธุกรรม ที่ขาดกลไกการควบคุมแบบย้อนกลับในขั้นตอนของ
การสังเคราะห์สารนั้นๆ หรืออาจทำ�ให้เซลล์ลำ�เลียงผลผลิตออกนอกเซลล์อย่างรวดเร็ว เป็นผลให้ไม่มีการ
คั่งค้างของผลผลิตที่เป็นสารเมแทบอไลต์ภายในเซลล์ จึงไม่เกิดการทำ�งานของกระบวนการควบคุมแบบ
ย้อนกลับ ตัวอย่าง เช่น การผลิต กลูตาเมตจากเชื้อ Corynebacterium glutamicum อาจปรับสภาพข อง
สารละลายอ าหารเลี้ยงเชื้อให้ม ีปริมาณก รดโอเลอิกลดล ง ซึ่งม ีผลให้เกิดก ารเปลี่ยนแปลงข องเยื่อหุ้มเซลล์ท ี่
มีผลให้เกิดก ารซ ึมผ่านสูง ทำ�ให้เซลล์ขับก ลูตาเมตออ กมาได้มากกว่าปกติ
1.3 การใช้พันธุวิศวกรรม การตัดต่อเคลื่อนย้ายยีนจากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งไปยังสิ่งมีชีวิตอีกชนิด
หนึ่งนั้น ทำ�ให้ได้สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเฉพาะพิเศษเพิ่มขึ้นจากที่มีในธรรมชาติ ตัวอย่าง เช่น การตัดต่อยีน
บางชนิดของคนแล้วย้ายเข้าสู่จุลินทรีย์ด้วยกรรมวิธีทางพันธุวิศวกรรม จะสามารถนำ�จุลินทรีย์นั้นมาเป็น
ตัวผ ลิตผลิตภัณฑ์ท ี่เกิดจากยีนน ั้นได้ ซึ่งจะมีผ ลประโยชน์ในการอุตสาหกรรมท างการแ พทย์อ ย่างมหาศาล
ตัวอย่างเช่น อินซูลิน อินเทอร์เฟรอน (interferon) แอนติบอดีช นิดต่างๆ เป็นต้น
เทคโนโลยีการหลอมตัวก ันข องเซลล์ (cell fusion) โดยอาศัยสารเคมี หรือใช้ไวรัสบางช นิดในก าร
ชกั น�ำ ใหไ้ ดเ้ ซลลพ์ นั ธทุ์ าง (hybrid cell) ซึง่ ม ขี อ้ มลู พ นั ธกุ รรมข องเซลลท์ หี่ ลอมร วมก นั ตวั อยา่ งเชน่ เทคโนโลยี
ไฮบ ริโดมา (hybridoma technology) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ส ร้างเซลล์พันธุ์ทางที่ผ ลิตแ อนติบอดีช นิดท ี่เรียก
ว่า มอโนโคล นอล แอนติบอดี (monoclonal antibody) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีป ระโยชน์อ ย่างยิ่งต ่อก ารผลิต
ชดุ ต รวจว เิ คราะหท์ างห อ้ งป ฏบิ ตั กิ ารช นดิ ต า่ งๆ ทใี่ ชห้ ลกั ก ารท เี่ กีย่ วขอ้ งก บั ป ฏกิ ริ ยิ าท างแ อนตเิ จน แอนตบิ อดี
(antigen-antibody reaction)
1.4 การใช้จุลินทรีย์ ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับชีวเคมีของจุลินทรีย์สามารถนำ�มาใช้ให้เป็นประโยชน์
ได้หลายทาง เช่น การผลิตเอนไซม์ และยาปฏิชีวนะ โดยใช้ความรู้เหล่านี้ช่วยในการแยกแยะ ทดสอบ
คัดเลือกสายพันธุ์จุลินทรีย์ที่มีอยู่ในแหล่งธรรมชาติทั่วไป ตลอดจนสภาวะที่เหมาะสมในการเพาะเลี้ยง
จุลินทรีย์ในระดับอุตสาหกรรม
เทคโนโลยีชีวภาพช่วยในการผลิตจุลินทรีย์บางชนิดเพื่อใช้ประโยชน์ในด้านการเกษตร การ
สาธารณสุข และด ้านอื่นๆ ตัวอย่างเช่น การผลิตจ ุลินทรีย์ Bacillus thuringiensis ซึ่งสามารถฆ ่าลูกนํ้ายุง
ลายได้ อันเป็นการควบคุมปริมาณยุงโดยชีววิธี (biological control) ซึ่งมีความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม
มากกว่าก ารใช้ส ารเคมี หรือการผ ลิตไรโซเบียม (Rhizobium) ที่ช่วยตรึงไนโตรเจนเพื่อเพิ่มผลผลิตจากพ ืช
ตระกูลถ ั่ว เป็นต้น
