ประวัติการโคลนนิ่ง
โคลนนิ่ง (cloning) เป็นกระบวนการสืบพันธุ์โดยไม่อาศัย เพศชนิดหนึ่ง มนุษย์รู้จักโคลนนิ่งมาแต่สมัยโบราณแล้ว แต่เป็นการ รู้จักโคลนนิ่งที่เกิดกับพืช นั่นคือ การขยายพันธุ์พืชโดยไม่อาศัย กระบวนการที่เกี่ยวกับเพศของพืชเลย โคลนนิ่งที่เป็นการขยาย พันธุ์พืชหรือสืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศที่เป็นที่รู้จักและเรียกกัน ในภาษาไทยของเราว่า “การเพาะชำพืช” สำหรับเรื่องการโคลนนิ่ง ของสัตว์และมนุษย์ก็เป็นกระบวนการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ เช่นกัน คำว่าโคลน (clone) มาจากคำภาษากรีกว่า “Klone” แปลว่า แขนง กิ่ง ก้าน ซึ่งใช้อธิบายการแบ่งตัวแบบไม่มีเพศ (asexual) ในพืชและสัตว์ การโคลนนิ่ง คือการผลิตสัตว์ให้มีลักษณะทาง กายภาพ (phenotype) และทางพันธุกรรม (genotype) เหมือนกัน (identical twin) โดยไม่ใช้เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมียมาผสม กัน ในภาษาอังกฤษเรียกว่า “genetic duplication” ดังนั้น การโคลนนิ่งจึงเป็นการทำสิ่งมีชีวิตให้เป็นแฝดเหมือนกัน คือ มีเพศเหมือนกัน สีผิวเหมือนกัน หมู่เลือดเหมือนกัน ตำหนิเหมือนกัน เป็นต้น ซึ่งในทางธรรมชาติ โดยเฉพาะในสัตว์เกิดปรากฏการณ์การเกิดแฝด ขึ้นได้น้อยมาก บางรายงานกล่าวว่าแฝด คู่สอง (twin) มีโอกาสเกิดน้อยกว่า ร้อยละ 1-5 และแฝดคู่สาม คู่สี่ หรือมากกว่า มีรายงานน้อยมาก
การพัฒนาวิทยาการทางด้านโคลนนิ่งเซลล์สัตว์นั้นได้เริ่มมาตั้งแต่ พ.ศ. 2423 หรือ 120 ปีที่ผ่านมา การทดลองค้นคว้าวิจัยได้ เกิดขึ้นมาเป็นลำดับ อาจจะมีทิ้งช่วงบ้างไปตามกาลเวลา แต่ความพยายามคิดค้นก็มิได้หยุดนิ่ง จุดเริ่มต้นการทำโคลนนิ่ง สัตว์เกิดขึ้นเมื่อต้นทศวรรษที่ 50 โดยนักชีววิทยาอเมริกันสองคน คือ โรเบิร์ต บริกกส์ (Robert W. Briggs) และ โทมัส คิง (Thomas J. King) แห่งสถาบันการวิจัยมะเร็งในฟิลาเดเฟีย ทั้งสองได้ร่วมทำการทดลองโคลนนิ่งสัตว์ โดยเริ่มต้นกับกบ3 และได้ริเริ่มการทำ โคลนนิ่งด้วยวิธีการถ่ายโอนนิวเคลียส (nuclear transfer) โดยอาศัย เทคนิคที่พัฒนาโดย Sperman ซึ่งกลายเป็นวิธีการทำโคลนนิ่งที่ ใช้กันทั่วไป เมื่อเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 การโคลนนิ่งสัตว์ครั้งแรกๆ ได้ประสบความสำเร็จคือ การโคลนนิ่งแกะ Dolly ซึ่งเป็นสัตว์ใหญ่ โคลนนิ่งตัวแรกของโลก ความสำเร็จนี้ได้จุดประกายในการที่จะค้นพบเรื่องการเพาะเซลล์4-6 รวมถึงความฝันที่ต้องการสร้างมนุษย์ ขึ้นมาจากการโคลนนิ่งเซลล์ (ตารางที่ 1) 7
หลักการเบื้องต้นของการโคลนนิ่ง8-11
วิธีโคลนนิ่งทางวิทยาศาสตร์สามารถทำได้ 2 วิธี คือ
1. การแยกเซลล์หรือตัดแบ่งตัวอ่อนในระยะก่อนการฝังตัว (blastomere separation or embryo bisection )
1.1 การแยกเซลล์ (blastomere separation) หลังปฏิสนธิตัวอ่อนระยะ 1 เซลล์จะมีการแบ่งตัวเป็นทวีคูณ จากหนึ่งเป็นสอง สองเป็นสี่ สี่เป็นแปด เรื่อยๆไป หากต้องการทำแฝดเราสามารถทำโดยการแยกเซลล์เดี่ยวๆ ออกมา เช่น หากเป็น 2 เซลล์ ก็นำมาแยกเป็น 1:1 หรือหากเป็น 4 ก็แยกเป็น 4 ส่วน 1:1:1:1 เป็นต้น อย่างไรก็ตามพบว่าการเจริญเป็นตัวอ่อนปกติหรือตัวเต็มวัยตัวอ่อนหลังแบ่งต้อง ประกอบด้วยเซลล์จำนวนหนึ่งที่เพียงพอ หากแบ่งแล้วไม่พอเพียงก็ไม่สามารถเจริญเป็นตัวอ่อนที่ปกติหรือตัวเต็มวัยได้จึงเป็น ข้อจำกัดที่สำคัญอย่างหนึ่ง
1.2 การตัดแบ่งตัวอ่อน ( embryo bisection ) ตัวอ่อน ระยะมอรูล่า หรือ ระยะบลาสโตซีสสามารถแบ่งเป็น 2 ส่วนเท่าๆ กัน โดยใช้ใบมีดขนาดเล็ก (microblade) ติดกับเครื่องมือพิเศษที่เรียกว่า “micromanipulator” ข้อแตกต่างของการตัดแบ่งระยะ มอรูล่าและระยะบลาสโตซีส คือ แนวการแบ่ง หากเป็นตัวอ่อนระยะมอรูล่าสามารถแบ่งในแนวใดก็ได้ให้สมดุลย์ (symmetry) แต่หาก เป็นตัวอ่อนระยะบลาสโตซีสต้องตัดแบ่งในแนวที่ผ่านเซลล์ภายในที่เรียกว่า อินเนอร์เซลล์แมส (inner cell mass, ICM) ทั้งนี้เพราะ ตัวอ่อนระยะนี้เซลล์ได้มีการเปลี่ยนแปลงไปแล้ว (differentiation) แม้ว่าการโคลนสัตว์แบบการแยกเซลล์หรือการตัดแบ่งตัวอ่อน นี้มีข้อดีคือสามารถทำได้เร็ว ไม่ต้องมีขั้นตอนมากมาย แต่ก็มีข้อจำกัดคือไม่สามารถแบ่งตัวอ่อนได้มากตามจำนวนเซลล์
2. การย้ายฝากนิวเคลียส (nuclear transfer or nuclear transplantation)9-10
การย้ายฝากนิวเคลียสเป็นวิธีการที่ค่อนข้างจะซับซ้อน โดยมีรายละเอียดขั้นตอนโดยย่อคือ ก. เตรียมโอโอไซต์ตัวรับ (oocyte recipient preparation) ข. เตรียมนิวเคลียสจากตัวอ่อน ต้นแบบ (nuclear donor preparation) ค. ดูดเอานิวเคลียสตัวอ่อนให้ใส่ไปยัง ไซโตพลาสซึ่มของโอโอไซต์ (nuclear transfer) ง. เชื่อม นิวเคลียสให้ติดกับไซโตพลาสซึ่มของโอโอไซต์ (oocyte-nuclear fusion) จ. การเลี้ยงนำตัวอ่อน (embryo culture) และ ฉ. การย้ายฝากตัวอ่อน (embryo transfer
ประโยชน์และโทษของการโคลนนิ่ง12-13
การโคลนนิ่งนี้เป็นประโยชน์ต่อการเลี้ยงสัตว์เป็นอย่างมาก ในแง่การปรับปรุงพันธุ์สัตว์ การใช้วิธีโคลนนิ่งจะช่วยให้ปรับปรุงพันธุ์ได้เร็วขึ้น ในแง่การทดลองทางวิทยาศาสตร์ สามารถช่วยลดจำนวนสัตว์ที่ใช้ในการทดลองให้น้อยลง เนื่องจากสัตว์มีลักษณะทางพันธุกรรม เหมือนกัน ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการทดลองในทางการแพทย์มีความพยายามที่จะผลิตเนื้อเยื่อมนุษย์ เพื่อใช้ในการรักษาโรคต่าง ๆ มีความพยายามที่จะโคลนนิ่งมนุษย์ทั้งคน แต่อย่างไรก็ตามการกระทำดังกล่าวยังไม่เป็นที่ยอมรับ จัดว่าเป็นปัญหาทางด้านจริยธรรม ในทางการแพทย์13 แม้มีข้อกล่าวอ้างถึงประโยชน์จากการปลูกถ่ายทดแทนอวัยวะของมนุษย์ แต่ยังมีวิธีการอื่นที่ไม่ใช่การโคลน เช่น stem cell research และ transgene technique14 ที่อาจพัฒนามาใช้ในจุดประสงค์ดังกล่าวได้นอกจากความผิดทางจริยธรรมทางการ แพทย์แล้ว การโคลนนิ่งยังไม่เป็นที่ยอมรับจากทางศาสนจักรโรมันคาธอลิก และยังไม่เป็นที่ยอมรับของนักสังคมศาสตร์ในแง่มุมของ การเสียไปของการพิสูจน์บุคคลหากยอมให้มีการโคลนเกิดขึ้น การโคลนนิ่งมนุษย์จึงยัง เป็นสิ่งที่ไม่อาจจะกระทำได้ในปัจจุบัน15-16 แต่อย่างไรก็ตาม ยังมีนักวิทยาศาสตร์หลายๆกลุ่มที่ยังพยายามโต้แย้งในประเด็น ดังกล่าวเนื่องด้วยข้อจำกัดทางจริยธรรม ทางการแพทย์ดังกล่าว ข้อมูลเกี่ยวกับรายงานการโคลนมนุษย์ในปัจจุบันจึงยังมีอยู่ อย่างจำกัด
ประวัติการโคลนนิ่งในประเทศไทย 11
ในประเทศไทยการพัฒนาของพันธุ์สัตว์เรื่องการผสมเทียม การย้ายฝากตัวอ่อน การผลิตตัวอ่อนในหลอดแก้วสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้ เป็นพื้นฐานของการโคลนนิ่ง โครงการวิจัยมีความคิดที่จะโคลนนิ่งสัตว์เศรษฐกิจ แต่ปัญหาและอุปสรรคของเราคือ นักวิชาการและ นักวิจัยซึ่งมีประสบการณ์ทางด้านนี้มีน้อยกว่าต่างประเทศมาก ทำให้การวิจัยและพัฒนาทำได้ช้า
แต่อย่างไรก็ตามประเทศไทยก็ สามารถทำโคลนนิ่งได้สำเร็จโดย ศาสตราจารย์มณีวรรณ กมลพัฒนะ ผู้อำนวยการโครงการ ใช้นิวเคลียร์เทคโนโลยี เพื่อส่งเสริมกิจการผสมเทียม โคนม และกระบือปลัก คณะสัตวแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์ มหาวิทยาลัย ได้เป็นคนแรกที่นำการใช้เทคโนโลยีนิวเคลียร์มาผสมเทียมในกระบือและพัฒนาต่อเนื่องมากว่า 20ปีจนประสบความสำเร็จในการ โคลนนิ่งลูกโคตัวแรกของประเทศไทย ชื่อว่า “อิง” ซึ่งถือเป็นลูกโคโคลนนิ่งตัวแรกของประเทศไทยและเอเชียอาคเนย์ รายที่ 3 ของเอเชีย และรายที่ 6 ของโลก โดยทำโคลนนิ่งต่อจาก ญี่ปุ่น อเมริกา ฝรั่งเศส เยอรมัน และเกาหลี
ศาสตราจารย์มณีวรรณ กมลพัฒนะ ได้นำเซลล์ใบหูของ โคแบรงกัสเพศเมียมาเป็นเซลล์ต้นแบบโคลนนิ่งและนำตัวอ่อน ฝากไว้กับแม่โคออยในฟาร์มของ จ่าสิบโทสมศักดิ์ วิชัยกุล ที่จังหวัดราชบุรี ได้ “อิง” ลูกโคสีดำ ซึ่งเป็นลูกโคโคลนนิ่งตัวแรก ของประเทศไทย เกิดเมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2543