นักวิจัยไบโอเทคและมหิดล คิดค้นแนวทางผลิตวัคซีนสำหรับ กุ้งทะเล ในบ่อเลี้ยง

นักวิจัยไทยพบแนวทางผลิตวัคซีนในกุ้งทะเล

นักวิจัยไบโอเทค สวทช. และมหาวิทยาลัยมหิดล ค้นพบแนวทางการผลิตวัคซีนใน กุ้งทะเล จากองค์ความรู้เรื่อง cvcDNA ที่กุ้งสร้างเลียนแบบสารพันธุกรรมของไวรัส

ประเทศไทยผลิตกุ้งเลี้ยงประมาณ 400,000 ตันต่อปี คิดเป็นมูลค่าประมาณ 1 แสนล้านบาท ซึ่ง กุ้งทะเล ถือเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่มีมูลค่าการส่งออกสูงที่สุดของประเทศ โดยมีส่วนแบ่งในตลาดโลกสูงถึงร้อลยะ 8.15

อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมการเลี้ยงกุ้งได้รับผลกระทบอย่างต่อเนื่องจากจากการระบาดของโรคต่างๆ สร้างความสูญเสียมากถึงร้อยละ 60 ของผลผลิตในประเทศ โดยการติดเชื้อไวรัสถือเป็นสาเหตุหลักที่ก่อให้เกิดการสูญเสียอย่างรุนแรงทางเศรษฐกิจ

นักวิจัยจากทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ สังกัดกลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพสัตว์น้ำแบบบูรณาการ สังกัดไบโอเทค สวทช. นำโดย ดร. กัลยาณ์ ศรีธัญญลักษณา-แดงติ๊บ หัวหน้าทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ และ ดร. ศุภรัตน์ แตงชัยภูมิ หัวหน้าโครงการวิจัย และทีมวิจัยจากหน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศเทคโนโลยีชีวภาพกุ้ง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ภายใต้การให้คำปรึกษาของ ศ.ดร. ทิมโมที เฟลเกล ที่ปรึกษาอาวุโสของ สวทช. ได้ค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่เกี่ยวข้องกับกลไกของระบบการป้องกันตัวของกุ้งจากการติดเชื้อไวรัสซึ่งเป็นผลจากการศึกษามากกว่าหนึ่งทศวรรษ

กุ้งทะเล, เลี้ยงกุ้ง, กุ้งเลี้ยง, โรคระบาดในกุ้งเลี้ยง, บ่อกุ้ง, ไวรัสในกุ้งเลี้ยง, การเลี้ยงกุ้ง,

ดร.กัลยาณ์ กล่าวว่า “เมื่อกุ้งติดเชื้อไวรัส กุ้งจะสร้างโมเลกุลชนิดหนึ่งขึ้นมา เรียกว่า circular viral copies DNA หรือ cvcDNA ที่เลียนแบบสารพันธุกรรมของไวรัส กุ้งจะสร้างรูปแบบของ cvcDNAs ที่หลากหลายและพบว่าถ้าเราแยกเอา cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสนี้ออกมาจากกุ้งติดเชื้อและฉีดเข้าไปในกุ้งปกติที่ไม่ติดเชื้อ เมื่อกุ้งตัวนั้นมีการติดเชื้อไวรัส โมเลกุล cVcDNAs เหล่านี้จะทำหน้าที่เหมือนวัคซีนที่สามารถป้องกันไม่ให้ไวรัสเพิ่มจำนวนในกุ้งได้ โดยองค์ความรู้ดังกล่าวได้มีการรายงานในแมลงแล้วเช่นกัน”

ผลงานวิจัยนี้ก่อให้เกิดแนวคิดใหม่ในการสร้างวัคซีนสำหรับกุ้งคือการผลิตโมเลกุล cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสของกุ้งขึ้นในหลอดทดลองและผลิตในปริมาณมากขี้น เพื่อนำมาใช้ผสมอาหารกุ้งและนำไปให้กุ้งกินเพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัสของกุ้งในบ่อเลี้ยง

นอกจากนี้ ในระหว่างการศึกษา ทีมวิจัยยังได้ค้นพบองค์ความรู้ต่อมาซึ่งเป็นองค์ความรู้ใหม่ที่ยังไม่เคยมีผลการศึกษามาก่อนคือกุ้งสามารถสร้างโมเลกุล cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสได้จากข้อมูลสารพันธุกรรมของไวรัสที่แทรกอยู่ในจีโนมของกุ้งที่เรียกว่า endogenous viral elements (EVEs) มาใช้เป็นต้นแบบได้ด้วย

ทั้งนี้ ดร.ศุภรัตน์ ได้ให้ข้อมูลเพิ่มเติมว่า “ปัจจุบันที่มีผลงานการวิเคราะห์จีโนมที่สมบูรณ์ของกุ้งทะเลทั้งกุ้งกุลาดำ (Penaeus monodon) และกุ้งขาว (Penaeus vannamei) โดยนักวิจัยในต่างประเทศและในประเทศไทย พบว่ามีข้อมูลสารพันธุกรรมของไวรัสหลายชนิด หรือ EVEs แทรกอยู่ในจีโนมของกุ้งทะเลเป็นจำนวนมาก และเป็นที่สงสัยว่าทำไมกุ้งทำเช่นนั้น หรือ EVEs เหล่านี้มีความสำคัญอย่างไร เมื่อค้นพบว่า EVEs เหล่านี้สามารถนำมาใช้เป็นต้นแบบในการสร้าง cvcDNAs ได้ ทำให้เกิดสมมติฐานว่าการแทรก EVEs ในกุ้งอาจเป็นกลไกการจดจำไวรัสของกุ้ง”

กุ้งทะเล, เลี้ยงกุ้ง, กุ้งเลี้ยง, โรคระบาดในกุ้งเลี้ยง, บ่อกุ้ง, ไวรัสในกุ้งเลี้ยง, การเลี้ยงกุ้ง,

ดร. ศุภรัตน์ยังกล่าวต่อว่า “ผลงานวิจัยของทีมวิจัยที่มีมาก่อนหน้านี้พบองค์ความรู้เพิ่มเติมที่สำคัญว่า EVEs เหล่านี้สามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกได้ตามลักษณะการถ่ายทอดทางพันธุกรรมตามกฏของเมนเดล (Mandelian Inheritance) ทำให้ทีมวิจัยตั้งสมมติฐานในการทำงานวิจัยเพิ่มเติมถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาสายพันธุ์กุ้งที่มี EVEs ที่สามารถสร้าง cvcDNA ต่อเชื้อไวรัสที่มีความรุนแรง เช่น ไวรัสตัวแดงดวงขาว ทำให้สายพันธุ์ที่ได้มีความทนต่อเชื้อไวรัสและเชื้อไวรัสไม่สามารถเพิ่มจำนวนในสายพันธุ์นี้ได้”

อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยตระหนักว่าความยากของงานวิจัยนี้คือการวิเคราะห์หา EVEs ต่อเชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาวที่มีอยู่หลายชนิดและหลายรูปแบบในจีโนมของกุ้ง ว่า EVEs ชนิดใดเป็น EVEs ที่เป็นต้นแบบที่เหมาะสม (protective EVEs) ที่ควรต้องมีในสายพันธุ์ทนไวรัสที่จะสร้างขึ้น ซึ่งจากองค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับ cvcDNA ที่ได้ ทำให้ทราบว่า EVE ที่เหมาะสมหรือ protective EVEs น่าจะเป็น EVE ที่เป็นต้นแบบในการสร้าง cvcDNA ต่อไวรัสชนิดนั้นๆได้

“เมื่อทราบว่า EVEs ชนิดใดเป็น protective EVEs ก็สามารถตรวจหาพ่อแม่พันธุ์ที่มี EVEs ดังกล่าว ให้สร้างลูกพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอด protective EVEs นั้นๆที่สามารถทนต่อการติดเชื้อไวรัสได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ในการฉีด protective EVEs เข้าไปในรังไข่ของแม่กุ้งและตรวจหาลูกพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอด  protective EVEs เหล่านั้น” ดร.กัลยาณ์ กล่าวทิ้งท้าย

กุ้งทะเล, เลี้ยงกุ้ง, กุ้งเลี้ยง, โรคระบาดในกุ้งเลี้ยง, บ่อกุ้ง, ไวรัสในกุ้งเลี้ยง, การเลี้ยงกุ้ง,

การค้นพบองค์ความรู้ดังกล่าวเป็นประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาสายพันธุ์กุ้งทะเลทนการติดเชื้อไวรัสโดยใช้กลไกตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นเองในกุ้ง ผลงานวิจัยดังกล่าวยังสามารถประยุกต์ใช้ในการสร้างสายพันธุ์ที่ทนต่อการติดเชื้อไวรัสในหนอนไหมและผึ้งที่อยู่ในกลุ่ม arthropod เหมือนกุ้งและเป็นสัตว์เศรษฐกิจที่สำคัญด้วย

ทีมวิจัยขอขอบพระคุณทุนวิจัยที่ได้รับจากบริษัท Guangdong HAID Group Co., Ltd. (China) และศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ทีมวิจัยขอขอบพระคุณ Dr. DongHuo Jiang ที่ให้โอกาสในการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่นี้ พร้อมทั้งให้คำแนะนำและเป็นที่ปรึกษาตลอดโครงการวิจัย

ขอขอบคุณข้อมูลจาก สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : การค้นพบราแมลงชนิดใหม่ของโลก (new species) 47 สายพันธุ์

เรื่องแนะนำ

ปรากฏการณ์ยูโทรฟิเคชัน (Eutrophication)

ปรากฏการณ์ สาหร่ายสะพรั่ง หรือ Eutrophication เป็นปรากฏการณ์ที่มักเกิดจากการความไม่สมดุลของทั้งสิ่งมีชีวิต และไม่มีชีวิต ในระบบนิเวศแหล่งน้ำ ที่ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศแหล่งน้ำเป็นวงกว้าง สาหร่ายสะพรั่ง คือ “มลภาวะจากธาตุอาหารพืช” (Nutrient Pollution) ที่เกิดขึ้นจากการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของแพลงก์ตอนพืชและสาหร่ายในแหล่งน้ำจืดต่าง ๆ เช่น ในแม่น้ำ ลำคลอง หนอง บึง ทะเลสาบ หรือในอ่างเก็บน้ำ รวมถึงตามน่านน้ำ และริมชายฝั่งทะเล ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งนับเป็นอีกหนึ่งปัญหามลพิษทางน้ำที่เกิดขึ้นและส่งผลกระทบต่อแหล่งน้ำต่าง ๆ ทั่วโลก ในธรรมชาติ การเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วของสาหร่ายหรือ “การสะพรั่ง” (Bloom) ของแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำ คือหนึ่งในปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนแปลงแทนที่ทางระบบนิเวศ (Ecological Succession) ซึ่งใช้เวลาหลายสิบถึงหลายร้อยปีในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทั้งทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ ของแหล่งน้ำดังกล่าว แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา กิจกรรมของมนุษย์กลายเป็นปัจจัยสำคัญที่เร่งให้ปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่งในแหล่งน้ำทั่วโลกเกิดขึ้นบ่อยครั้ง และทวีความรุนแรง มากกว่าที่ผ่านมา สาเหตุของปรากฏการณ์สาหร่ายสะพรั่ง อย่างที่กล่าวมาข้างต้น สาหตุหลักเกิดจากมลภาวะจากธาตุอาหารพืช เนื่องจากมีธาตุอาหารหลักในแหล่งน้ำมากเกินไป โดยเฉพาะสารประกอบไนโตรเจน (Nitrogen) และฟอสฟอรัส (Phosphorus) ส่งผลให้สาหร่ายและแพลงก์ตอนพืชในแหล่งน้ำเจริญเติบโตและแพร่พันธุ์ได้อย่างรวดเร็ว เพราะไนโตรเจนมีส่วนสำคัญต่อการสร้างโปรตีนและกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นองค์ประกอบของยีนในสิ่งมีชีวิต ในทำนองเดียวกันกับฟอสฟอรัสที่เป็นองค์ประกอบของกรดนิวคลีอิกและสารประกอบต่าง […]

ไบโอเทคพัฒนาวัคซีนป้องกันโรค COVID-19 แบบพ่นจมูก

ไบโอเทค สวทช. พัฒนา วัคซีนโควิด-19 แบบพ่นจมูก เพิ่มประสิทธิภาพป้องกันการติดเชื้อ ลดความเสี่ยงของการเกิดผลข้างเคียง สู้เชื้อกลายพันธุ์ โรคติดเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ 2019 (โควิด-19) เป็นโรคอุบัติใหม่ที่กำลังเป็นปัญหาสำคัญของประเทศไทยและของโลก สาเหตุของโรคเกิดจากเชื้อไวรัสโคโรนา ชนิด SARS-CoV-2 ที่สามารถติดเชื้อจากคนสู่คนและแพร่กระจายเป็นวงกว้าง อีกทั้งยังประสบปัญหาการกลายพันธุ์ของเชื้ออีกหลายรูปแบบซึ่งเพิ่มความเสี่ยงในการกลับมาติดเชื้อซ้ำได้อีก ส่งผลกระทบต่อคุณภาพชีวิต สังคม และเศรษฐกิจทั่วทั้งโลกอย่างมหาศาล วัคซีนโควิด-19 แบบพ่นจมูก กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ได้พัฒนาวัคซีนป้องกันโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ 2019 (โควิด-19) แบบพ่นจมูก ชนิด Adenovirus-based และ Influenza-based ซึ่งผ่านการทดสอบการกระตุ้นภูมิคุ้มกันในหนูทดลองเรียบร้อยแล้ว พบว่ามีประสิทธิภาพต่อการคุ้มโรคที่เกิดขึ้น ซึ่งข้อมูลที่ได้จะผลักดันให้เป็นวัคซีนต้นแบบป้องกันโรคติดเชื้อโควิด-19 สามารถนำไปทดสอบทางคลินิกในอาสาสมัครต่อไป ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา ผู้อำนวยการกลุ่มวิจัยนวัตกรรมสุขภาพสัตว์และการจัดการ ไบโอเทค สวทช. ให้ข้อมูลว่า ทีมวิจัยไวรัสวิทยาและเซลล์เทคโนโลยี ไบโอเทค ได้ดำเนินงานวิจัยและพัฒนาวัคซีนต้านโรคติดเชื้อโควิด-19 ตั้งแต่มีการเริ่มระบาดในประเทศจีนในเดือนมกราคม 2563 เป็นต้นมา ทางทีมวิจัย เริ่มงานวิจัยโดยการสังเคราะห์ยีนสไปค์ของไวรัสขึ้นเองโดยอาศัยข้อมูลรหัสพันธุกรรมของไวรัสที่เผยแพร่หลังจากที่มีการถอดรหัสสำเร็จ […]

นากโบราณขนาดเท่าหมาป่า มีแรงกัดมหาศาล

เรื่อง เจสัน จี.โกลด์แมน เมื่อ 6 ล้านปีก่อน นากน้ำหนักประมาณร้อยปอนด์เที่ยวเดินด้อมๆ มองๆ อยู่ตามพื้นที่ชุ่มน้ำที่ซึ่งปัจจุบันคือทางตะวันตกเฉียงใต้ของจีน แตกต่างจากนากในปัจจุบันที่ใช้ก้อนหินทุบเปลือกหอยเม่นตามอ่าวแปซิฟิกทางตอนเหนือของอเมริกาหรือในเอเชีย สิ่งมีชีวิตโบราณเหล่านี้ทำลายเปลือกหอยด้วยกรามอันแข็งแรงของพวกมัน ขอเชิญพบกับ  Siamogale melilutra บรรพบรุษของนากที่ถูกค้นพบในมณฑลยูนนานของจีน และเรื่องราวของมันเพิ่งจะถูกเปิดเผยเมื่อต้นปี 2017 ที่ผ่านมา ในผลการศึกษาใหม่ ทีมนักวิจัยตรวจสอบฟอสซิลขากรรไกรของมัน และตั้งข้อสันนิษฐานว่าพวกมันอาจเป็นนักล่ากลุ่มสุดท้ายจากปลายยุคไมโอซีน ที่มีขากรรไกรแข็งแรงสำหรับการบดเคี้ยว ซึ่งช่วยให้มันล่าอาหารได้หลากหลายมากขึ้น “เราคิดว่ามันอาจล่าพวกสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่มีเปลือก แต่ระดับความสามารถในการหาอาหารของพวกมันขณะนี้ เรามองเห็นแค่ความเป็นไปได้จากนากที่ยังมีชีวิตอยู่ในปัจจุบันเท่านั้น” Z. Jack Tseng หัวหน้าการวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนิวยอร์ก เมืองบัฟฟาโลกล่าว การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่ฉายให้เห็นวิถีชีวิตของนากโบราณ แต่ยังช่วยไขปริศนาของพฤติกรรมนากในปัจจุบันด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการที่มันรู้จักใช้สิ่งของตามธรรมชาติมาเป็นเครื่องมือ ปัจจุบันนากถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือกลุ่มที่กินพวกสัตว์มีเปลือกอย่างปู, หอย, เม่นทะเล และพวกที่ล่าปลาเป็นอาหาร ในการจะเข้าใจการหากินของ Siamogale เจ้านากโบราณที่เคยมีชีวิตอยู่บนโลกนี้ Tseng และทีมงานของเขารวบรวมขากรรไกรและกระโหลกของนากจำนวน 10 ใน 13 สายพันธุ์ที่ยังมีชีวิตอยู่ เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติของนากโบราณขึ้นมาใหม่จากฟอสซิลของขากรรไกร เมื่อกล้ามเนื้อขากรรไกรขยับ พลังงานจะถูกส่งผ่านมายังกระดูกและฟัน […]