Biology Beyond Nature | ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร
ในโลกธุรกิจที่เต็มไปด้วยการแข่งขันนั้น ปลาเล็กย่อมตกเป็นเหยื่อของปลาใหญ่ซึ่งก็อาจจะถูกปลาที่ใหญ่กว่าอีกตัวเขมือบในภายหลัง
ปลาไม่ว่าเล็กหรือใหญ่ที่แก่หรือป่วยใกล้ตายมักจะโดนรุมทิ้งเนื้อแยกส่วนไปเป็นอะไหล่เสริมให้ปลาอีกตัว
หรือที่แย่กว่านั้นคือ ถูกปล่อยให้เน่าทิ้งไปช้าๆ แบบไม่มีใครสนใจ
วงการธุรกิจจีโนมที่คึกคักตั้งแต่ช่วงปลายยุค 1990s ถึง 2010s มีปลาเล็กปลาใหญ่ออกมาหากินกันแน่นขนัด
ปลาใหญ่สุดที่เป็นเจ้าวงการมาตั้งแต่กลางทศวรรษก่อนชื่อ Applied Biosystems (ABI) พระเอกของโครงการ Human Genome Project ผู้ครองตลาดเครื่องอ่านลำดับเบสดีเอ็นเอ (DNA sequencer) ทั้งโลกมาจนถึงช่วงต้นทศวรรษ 2000
ก่อนจะถูกปลาเล็กหน้าใหม่ชื่อ 454 Corporation เสนอหน้าเป็นคู่ท้าชิง วาง DNA sequencer ที่อ่านลำดับเบสได้ถูกกว่าไวกว่าเป็นสิบเท่าออกตลาดช่วงปี 2005
Cr. ณฤภรณ์ โสดา
หลังจากสร้างความฮือฮาในวงการได้เพียงปีกว่าๆ 454 Corporation ก็ถูก Roche บริษัทยาและเครื่องมือตรวจวิเคราะห์เจ้าใหญ่ที่เปรียบเสมือนมาปลายักษ์ต่างถิ่นมาฮุบซื้อกิจการไปในปี 2007
ระหว่างที่ปลาใหญ่ชื่อ ABI และปลาใหญ่กว่าชื่อ Roche กำลังจะเผชิญหน้ากันในหนองน้ำที่มั่งคั่งแห่งตลาดถอดรหัสจีโนมนี้ ปลาเล็กหน้าใหม่ชื่อ Solexa ก็ถูก Illumina ปลาใหญ่ต่างถิ่นอีกตัวเขมือบเข้าไปด้วยในปีเดียวกัน การรวมร่างของ Solexa / Illumina นี้จะกลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของอุตสาหกรรมไบโอเทคในศตวรรษนี้
ก่อนจะเล่าถึงปูมหลังของ Solexa และ Illumina เราต้องเข้าใจเทคโนโลยี ความสัมพันธ์และความต่างของเทคโนโลยีสำคัญสองตัวก่อนคือ DNA sequencer และ DNA microarray
Cr. ณฤภรณ์ โสดา
ถ้าเปรียบข้อมูลพันธุกรรมในจีโนมเป็นหนังสือ DNA sequencer ก็คืออุปกรณ์ช่วย “อ่าน” หนังสือออกมาทีละตัวอักษรแสดงลำดับเบสทั้งหมดของดีเอ็นเอในจีโนมนี้มี
ส่วน DNA microarray เปรียบเสมือนสติ๊กเกอร์วิเศษที่บอกเราได้ว่าในหนังสือนี้ “มี” หรือ “ไม่มี” คำอะไรที่เราสนใจบ้าง บอกเราว่าในจีโนมมีหรือไม่มียีนอะไรที่เราศึกษาอยู่บ้าง
แน่นอนว่า DNA sequencer ให้ข้อมูลได้ครบถ้วนสมบูรณ์กว่าแต่ว่าราคาก็แพงมหาศาลด้วยในยุคแรกๆ
ดังนั้น ถ้าเรามีข้อมูลจีโนมอ้างอิงอยู่แล้วและแค่ต้องการสแกนหาว่าจีโนมอีกอันของสิ่งมีชีวิตเดียวกันที่เราสนใจมียีนอะไรที่แตกต่างหรือกลายพันธุ์ไปบ้าง
DNA microarray ก็เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในราคาถูกกว่ามาก
หลักการทำงานของ microarray คือการใช้ชิปอันเล็กๆ ที่มีโมเลกุลตัวทดสอบหลายหลายเรียงกันเป็นแถวแน่นบนพื้นผิว สารละลายที่จะถูกทดสอบไหลผ่านบนชิป ถ้ามีโมเลกุลเป้าหมายอยู่ก็จะเกิดปฏิกิริยากับโมเลกุลตัวทดสอบบนชิปที่สามารถตรวจวัดด้วยการเรืองแสงขึ้นมาได้
ความยากก็คือ การเอาโมเลกุลตัวทดสอบไปวางเรียงกันเป็นแถวบนผิวชิป ต้องอาศัยทั้งความรู้เรื่องเคมีสังเคราะห์บนพื้นผิวและการปรินต์ลวดลายแบบแผนบนชิปด้วยแสงความละเอียดสูง
การประยุกต์ใช้แรกที่คิดกันคือ microarray ที่มีโปรตีนหลากหลายบนพื้นผิวสำหรับทดสอบยา เมื่อเข้าช่วงทศวรรษ 1990 พอข้อมูลจีโนมเริ่มมาก็มีคนคิดต่อว่าเราสามารถเอาชิ้นดีเอ็นเอสายเดียวสั้นๆ ไปเรียงบนชิปเป็น DNA microarray ได้เช่นกัน เทียบกับโปรตีนแล้วดีเอ็นเอเสถียรกว่า สังเคราะห์ง่ายกว่า แถมการจับกันระหว่างดีเอ็นเอกับอาร์เอ็นเอก็มีแบบแผนชัดเจน
ที่สำคัญคือ ยิ่งมีข้อมูลจีโนมมาก เราก็สามารถจะสร้างชิปสารพัดอย่างที่เราต้องการไว้สแกนโรคพันธุกรรม คัดเลือกพันธุ์ ดูการแสดงออกยีน ฯลฯ
หนึ่งในบริษัทแรกๆ ที่ทำผลิตภัณฑ์ออกมาวางสำเร็จชื่อ Affymetrix ก่อตั้งปี 1992 เข้าตลาดหุ้นปี 1996 กลายเป็นปลาตัวใหญ่สุดในวงการ DNA microarray มีปลาตัวรองๆ อีกหลายตัวอย่าง Agilent, Symyx, Perlegen ฯลฯ เข้ามากินส่วนแบ่งตลาด
นอกจากนี้ยังมี DNA microarray เวอร์ชั่นโฮมเมดเผยแพร่โดย Pat Brown นักวิจัยจาก Stanford ให้แล็บต่างๆ ทั่วโลกเอาไปปรับใช้กันได้ฟรี
ทำให้ DNA microarray กลายเป็นเทคโนโลยีสุดฮอตในทศวรรษนั้น
