สังเคราะห์คู่แฝดดีเอ็นเอ สานต่อยับยั้งโรคทางพันธุกรรม

โรคทางพันธุกรรม กับ DNA

ปัจจุบันจำนวนผู้ป่วยด้วยโรคทางพันธุกรรมมีจำนวนเพิ่มมากขึ้นทุกวัน เนื่องจากโรคดังกล่าว เป็นการถ่ายทอดความผิดปกติ จากพ่อแม่สู่ลูกผ่านยีนและโครโมโซม หรืออาจเป็นความผิดที่เกิดขึ้นในขณะตั้งครรภ์ ดังนั้นกว่าจะทราบว่าบุตรมีความผิดปกติ ก็ต่อเมื่อหลังคลอดแล้ว จึงทำได้เพียงเยียวยาอาการของโรคแต่ไม่มีหนทางแก้ไขที่ต้นเหตุของโรคได้

โรคทางพันธุกรรมซึ่งพบกันมากในเด็กแรกเกิด ได้แก่ โรคทาลัสซีเมียซึ่งทำให้ผู้ป่วยเป็นโรคโลหิตเรื้อรัง โรคฮีโมฟีเลียซึ่งทำให้เม็ดเลือดแดงแข็งตัวช้าผิดปกติ เมื่อผู้ป่วยบาดแผลเลือดจะออกไม่หยุด และอาจเสียเลือดจนเสียชีวิตได้

นอกจากนี้ความผิดปกติของโครโมโซมยังเป็นสาเหตุให้เกิดโรคดาว์นซินโดม ซึ่ง ส่งผลให้เด็กทารกมีอาการปัญญาอ่อน และทำให้หน้าตาของเด็กผิดปกติ ขณะนี้ยังไม่พบว่าจะมีตัวยาใด ที่จะสามารถยับยั้งหรือรักษาโรคได้อย่างเด็ดขาด

ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายจึงพยายามศึกษาเพื่อหา หนทางยับยั้งการเกิดโรคดังกล่าวตั้งแต่ในระดับพันธุกรรมให้ได้

การรักษาโรคทางพันธุกรรมนั้นจำเป็นอย่างยิ่งต้องศึกษาถึงระดับโมเลกุลของยีน ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญ ในการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่รู้จักกัน คือ ดีเอ็นเอ หรือชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า ดีออกไรโบนิวคลีอิกแอซิด ซึ่งทำหน้าที่เหมือนคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ สำหรับเก็บข้อมูลการสร้างโปรตีน ที่เป็นส่วนประกอบหลักในการทำงานของสิ่งมีชีวิต และสารชีวเคมีพื้นฐานของชีวิตอื่นๆ

เมื่อสามารถเข้าใจถึงการทำงานของดีเอ็นเอแล้ว จะช่วยให้ทราบถึงสาเหตุของโรคนานาชนิด ซึ่งในทางเภสัชกรรมสามารถใช้รักษาโรคชนิดต่างๆ รวมทั้งใช้แก้ไขความผิดปกติในระดับดีเอ็นเอเพื่อป้องกันโรคต่างๆ เป็นการล่วงหน้าได้อีกด้วย

ดังนั้นความพยายามเพื่อหาวิธีควบคุมการทำงาน ของดีเอ็นเอจึงเป็นความท้าทายกฎเกณฑ์แห่งธรรมชาติ ของนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกในหลายแง่มุม

สำหรับวงการวิทยาศาสตร์ไทยแล้ว งานวิจัยที่ถือว่าเป็นก้าวสำคัญในการศึกษาดีเอ็นเอ จากความมุ่นมั่นและสนใจของ ผู้ช่วยศาสตร์จารย์ ดร. ธีรยุทธ วิไลวัลย์ นักเรียนทุนโครงการพัฒนาและส่งเสริมผู้มีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (พสวท.) ซึ่งดำเนินการ โดยสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ปัจจุบันเป็นอาจารย์ประจำภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และได้รับรางวัลนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ จากมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์แห่งประเทศไทย ในพระบรมราชชูปภัมภ์ปีพ.ศ. 2543 ในหัวข้องานวิจัย เรื่อง “การสังเคราะห์และศึกษาของเพพไทด์นิวคลีอิกแอซิคชนิดใหม่ หรือ พีเอ็นเอ เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนายารักษาโรค สำหรับยับยั้งการเกิดโรคทางพันธุกรรม” ซึ่งนับว่าเป็นการค้นทางวิทยาศาสตร์อันมีคุณค่าอย่างยิ่ง

ดร ธีรยุทธ วิไลวัลย์ นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ดีเด่น

อาจารย์ธีรยุทธเล่าถึงลักษณะงานวิจัยว่าเป็นการสังเคราะห์โมเลกุลของสารประกอบประเภทเพพไทด์หรือพีเอ็นเอซึ่งมีสมบัติคล้ายคลึง และสามารถจับคู่กับดีเอ็นเอซึ่งมีโครงสร้างเป็นเกลียวคู่พันเกลียวคล้ายบันไดวน

และแต่ละขั้นจะมีรหัสทางพันธุกรรมแตกต่างกันได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้พีเอ็นเอยังมีคุณสมบัติในการจับตัวในทิศทางเฉพาะตามต้องการและมีข้อดีมากกว่าดีเอ็นเอ เช่น การละลายน้ำ ความสามารถในการแทรกผ่านเยื่อหุ้มเซล ความจำเพาะเจาะจงในการจับยึดกับสารพันธุกรรม และช่วยให้สามารถควบคุมการทำงานของดีเอ็นเอได้ เพพไทด์จึงเป็นสารประกอบที่มีศักยภาพสูงในการนำไปประยุกต์ใช้รักษาโรคทางพันธุกรรม

“ผมสนใจศึกษาด้านเคมีอินทรีย์ซึ่งเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตโดยมีสารคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก เช่นการศึกษาโมเลกุลใหม่ๆที่มีฤทธิต่อระบบการทำงานของร่างกาย หรือการพัฒนาด้านยารักษาโรค เมื่อเข้าศึกษาในระดับปริญญาเอกจึงเลือกทำวิทยานิพนธ์ในหัวข้อนี้ ซึ่งถือได้ว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์รุ่นแรกๆของโลกที่สนใจสังเคราะห์คุณสมบัติของเพพไทด์กับดีเอ็นเอ ถึงวันนี้ผมก็ยังคงศึกษางานวิจัยนี้อย่างต่อเนื่องเพื่อหาสมบัติอื่นๆของเพพไทด์เพิ่มเติม” อาจารย์ธีรยุทธกล่าวต่อ

พีเอ็นเอ มีศักยภาพสูงในการนำไปพัฒนาและประยุกต์ใช้รักษาโรคในระดับพันธุกรรม รวมทั้งนำไปพัฒนาชุดตรวจโรคที่ใช้เทคโนโลยีดีเอ็นเอให้มีความว่องไวและละเอียดแม่นยำมากขึ้น ซึ่งพีเอ็นเอที่ค้นพบใหม่นี้แตกต่างกับพีเอ็นเอที่ค้นพบในต่างประเทศ เพราะมีความสามารถใจการเจาะจงยึดจับกับดีเอ็นเอเฉพาะส่วนได้ จึงสามารถนำไปรักษาโรคทางพันธุกรรมที่แสดงความผิดปกติเฉพาะบางส่วนเช่น มะเร็ง เป็นเหมือนกับการปิดสวิชท์ไม่ให้การแสดงออกของยีนนั้นเกิดขึ้นได้

แม้งานวิจัยดังกล่าวจะเป็นการศึกษาโมเลกุลขั้นตอนของสารประกอบต่างๆ สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาของวงการวิทยาศาสตร์อันเป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติ จึงส่งผลให้งานวิจัยฝีมือคนไทยชิ้นนี้ได้การยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์โดยลงตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับโลก เช่น Journal of the American Chemical Society, Tetrahedron Letters, Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters ซึ่งบทความจำนวนมากได้รับการอ้างอิงโดยนักวิชาการที่ทำวิจัยทางด้านพีเอ็นเอจากทั่วโลก

นอกจากงานวิจัยระดับนานาชาติแล้ว อาจารย์ธีรยุทธยังสร้างสรรค์งานวิจัยอื่นๆอันมีผลเอื้อต่อการศึกษาสารประกอบเพพไทด์เพิ่มเติม อีกทั้งยังเป็นผลงานดีเด่นจนเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้อาจารย์ได้รับรางวัล

นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่จากมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์แห่งประเทศไทยในพระบรมราชชูปภัมภ์ปีพ.ศ. 2543 ได้แก่งานวิจัยด้านเคมีทางยาและการสังเคราะห์โมเลกุลแบบสมมาตร

งานวิจัยชิ้นแรกเป็นการพัฒนายารักษาโรคมาเลเรียเพื่อเป็นยาต้านโรคชนิดใหม่ที่สามารถยับยั้งเชื้อมาลาเรียสายพันธุ์ดื้อยา โดยร่วมกับนักวิทยาศาสตร์แห่งศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีแห่งชาติและได้รับการสนับสนุนทุนวิจัยจากสหภาพยุโรปและสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) การศึกษาดังกล่าวจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ การสังเคราะห์โครงสร้างของยาหาจุดบกพร่อง และสังเคราะห์โครงสร้างของตัวรับในเชื้อมาลาเรียว่าเกิดการเปลี่ยนแปลงหรือไม่/อย่างไร จึงจะทราบถึงสาเหตุอันแท้จริงของการดื้อยา พร้อมกับพัฒนาตัวยาใหม่ในการยับยั้งเชื้อมาลาเรียขึ้นด้วย

ผศ. ดร. ธีรยุทธ กล่าวเสริมว่า “แม้เราจะพบตัวยาใหม่ที่ยับยั้งเชื้อมาลาเรียที่ดื้อยาได้แล้ว แต่เป็นเพียงการทดลองในระดับห้องทดลอง ซึ่งในการใช้งานจริงจะมีปัจจัยอื่นๆในร่างกายเข้ามาเกี่ยวข้องอีกมาก นอกจากนี้ต้องหาวิธีไม่ให้เชื้อดื้อยาอีก งานวิจัยชิ้นนี้จึงยังต้องมีการศึกษาต่อไป”

ความท้าทายของงานวิทยาศาสตร์พื้นฐานอยู่ตรงที่ การคิดค้นหรือสังเคราะห์โมเลกุลของสารประกอบต่างๆอันเป็นประโยชน์ต่อมนุษย์ ซึ่งงานวิจัยบางชิ้นต้องอาศัยเวลานับ 10ปีว่าจะประสบความสำเร็จ เปรียบเหมือนการเสาะแสวงหาขุมทรัพย์ของนักล่าสมบัติแม้จะต้องเหนื่อยยากเพียงใดก็ตาม

แนวคิดดังกล่าวนี้เองที่เป็นแรงผลักดันให้

อาจารย์ธีรยุทธเดินหน้าสร้างสรรค์งานวิจัยใหม่ ๆ อย่างไม่หยุดยั้ง

ผลงานวิจัยของอาจารย์ธีรยุทธอีกชิ้นหนึ่ง เป็นการศึกษาคุณสมบัติของโมเลกุลแบบไม่สมมาตรซึ่งมีลักษณะเช่นเดียวกับร่างกายของมนุษย์ เพื่อสังเคราะห์สารที่มีฤทธิอันเป็นประโยชน์ต่อร่างกายมาเลือกใช้ในเชิงยารักษาโรค กล่าวคือ ลักษณะโมเลกุลตามธรรมชาติจะมี 2 แบบ คือ แบบสมมาตรและไม่สมมาตร ซึ่งลักษณะโมเลกุลไม่สมมาตร หรือเรียกตามศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ว่า ไครัลโมเลกุลนั้น จะมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง คือจะมีส่วนของตนเอง และส่วนที่เป็นเงาในกระจกซึ่งมีรูปลักษณ์เหมือนกันแต่ไม่สามารถนำมาทับซ้อนกันได้สนิท เหมือนกับมือซ้ายและขวาของมนุษย์ที่ไม่สามารถซ้อนกันได้เช่นกัน ร่างกายของมนุษย์เองก็มีลักษณะแบบไม่สมมาตรซึ่งมีโมเลกุลซ้ายและขวาไม่เท่ากัน ดังนั้นสารประกอบที่ใช้กับโมเลกุลของร่างกาย 2 ส่วนไม่เหมือนกัน สารประกอบข้างซ้ายอาจเป็นพิษแต่ข้างขวากลับให้ประโยชน์

“ผมเลือกศึกษาและสังเคราะห์กรดอะมิโนซึ่งมีคุณสมบัติแบบไม่สมาตรที่ชัดเจน โดยต้องการสังเคราะห์เอาส่วนที่เป็นสารโปรตีนพิเศษซึ่งร่างกายไม่สามารถย่อยสลายได้ เพื่อนำมาช่วยยืดอายุของยารักษาโรคให้ออกฤทธิในร่างกายยาวนานขึ้น ส่งผลดีต่อการรักษาโรคบางชนิด เนื่องจากยารักษาโรคในปัจจุบันมีส่วนประกอบของโปรตีนมาก เมื่อเข้าสู่ร่างกายแล้วจะย่อยสลายอย่างรวดเร็วทั้ง ๆ ที่ยายังไม่ออกฤทธิเท่าที่ควร” อาจารย์ธีรยุทธกล่าว

งานวิจัยทั้ง 3 ส่วนข้างต้นนับว่าเป็นผลงานคุณภาพที่ได้รับความเชื่อถือจากนักวิชาการทั้งหลาย ดังจะเห็นจากการอ้างอิงถึงงานวิจัยของอาจารย์ธีรยุทธในการศึกษาวิจัยในแขนงอื่นๆอีกนับไม่ถ้วน

ความสำเร็จของอาจารย์ธีรยุทธในวันนี้ นอกเหนือจากความตั้งใจและมุ่งมั่นจะเป็นนักวิทยาศาสตร์อย่างใจฝันแล้ว การที่อาจารย์ได้รับการคัดเลือกให้เป็นนักเรียนทุนโครงการพัฒนาและส่งเสริมผู้มีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (พสวท.) ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ซึ่งมุ่งหวังผลิตผู้มีสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษาและวิจัยเพื่อเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาประเทศ ทำให้อาจารย์ได้มีโอกาสศึกษาต่อด้านวิทยาศาสตร์ในสาขาที่สนใจอย่างเต็มที่ตั้งแต่ระดับปริญญาตรีถึงปริญญาเอก ซึ่งถือได้ว่าโครงการดังกล่าวเป็นสะพานเพื่อสานฝันให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์มีโอกาสเล่าเรียนที่สนใจมากขึ้นพร้อมทั้งสนับสนุนในการทำวิจัยด้วย

อาจารย์ธีรยุทธกล่าวอย่างภูมิใจว่า “ผมเข้าร่วมโครงการ พสวท.ในรุ่นที่ 4 ซึ่งเป็นส่วนผลักดันให้ความฝันในวันเด็กของผมเป็นจริง ผมเชื่อว่าโครงการนี้ช่วยสนับสนุนให้นักเรียนและนักศึกษาหันมาเรียนวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์มากขึ้น เมื่อ 5-6 ปีที่ผ่านมาก็เริ่มเห็นดอกผลจากโครงการ พสวท. มากขึ้น เมื่อนัก

วิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ที่มีชื่อเสียงในเมืองไทยส่วนมากเป็นนักเรียนทุนจากโครงการนี้”

จึงนับว่า ผศ. ดร ธีรยุทธ วิไลวัลย์ เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ซึ่งมีผลงานเป็นน่าสนใจและเป็นประโยชน์ต่อวงการวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมาก อีกทั้งยังเป็นต้นแบบที่ดีให้กับนักวิทยาศาสตร์รุ่นหลังให้ก้าวสู่ถนนแห่งวิทยาศาสตร์ต่อไป เนื่องจากอาจารย์ธีรยุทธเป็นบุคคลผู้มีเลือดของนักวิจัยอย่างเต็มตัว โดยยึดถือคติในการทำวิจัยว่า ความรู้ใหม่ๆที่ค้นพบในการทำวิจัยแต่ละวันถือเป็นรางวัลที่ดีที่สุดของชีวิต ทำงานด้วยใจรักจึงเป็นสุขแม้จะมีอุปสรรคแต่เมื่อสำเร็จนั่นคือความภาคภูมิใจสูงสุด


เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ดร.ธีรยุทธ
http://www.ipst.ac.th/dpst/homenew/dpst1/award/teerayut.html

tags :

บทความอื่นๆ

ช็อตเด็ด!!! เสวนาทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับ Interstellar ตอน สัมพัทธภาพพิเศษ กับ มายาคติของ อดีต ปัจจุบัน และอนาคต

ช็อตเด็ด!!! เสวนาทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับ Interstellar ตอน สัมพัทธภาพพิเศษ กับ มายาคติของ อดีต ปัจจุบัน และอนาคต

ช็อตเด็ด!!! เสวนาทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับ Interstellar ตอน กาลอวกาศและขนมปังลูกเกด

ช็อตเด็ด!!! เสวนาทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับ Interstellar ตอน กาลอวกาศและขนมปังลูกเกด

ช็อตเด็ด!!! เสวนาทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับ Interstellar ตอน เวลาคือมิติที่สี่

ช็อตเด็ด!!! เสวนาทะลุมิติวิทยาศาสตร์กับ Interstellar ตอน เวลาคือมิติที่สี่

เที่ยวสนุกสไตล์ Sci trip on tour:  ฟอสซิลสัตว์ทะเลบนก้อนหินมาจากไหน และ อะไรคือน้องวัว?

เที่ยวสนุกสไตล์ Sci trip on tour: ฟอสซิลสัตว์ทะเลบนก้อนหินมาจากไหน และ อะไรคือน้องวัว?

เที่ยวสนุกสไตล์ Sci trip on tour: ความลับของธรรมชาติ

เที่ยวสนุกสไตล์ Sci trip on tour: ความลับของธรรมชาติ "ลำดับเลขฟีโบนัชชี" และ "อุโมงค์ต้นไม้"