ผมค่อนข้างติดน้ำอัดลม รู้ทั้งรู้ว่าไม่ดีต่อสุขภาพ แต่พอได้จัดไปสักอึก ความรู้สึกมันจะสดชื่น

และถ้าพูดถึงน้ำอัดลม ยี่ห้อหนึ่งที่อยู่มานานและป๊อปอัพขึ้นมาในสมองแทบจะในทันที ก็คือ “โคคา-โคลา (Coca-Cola)”

ในประวัติศาสตร์น้ำอัดลมโคคา-โคลา มีมาตั้งแต่ปี 1885 คิดค้นขึ้นมาโดยเภสัชกรชื่อดัง จอห์น เพมเบอร์ตัน (John Pemberton) จากแอตแลนตา ซึ่งสูตรดั้งเดิมของ “โคคา-โคลา” น้ำอัดลมในตำนานเวอร์ชั่นเพมเบอร์ตัน นั้นมีส่วนผสมหลักคือ สารสกัดใบโคคา (coca) และถั่วโคลา (kola nut)

นั่นคือที่มาของชื่อแบรนด์ “โคคา-โคลา” ที่โด่งดัง และเมื่อขยายกิจการต่อไปในประเทศจีน โคคา-โคลาก็ได้ชื่อเรียกท้องถิ่นภาษาจีนว่า “เขอโข่วเข่อเล่อ” ซึ่งแปลว่า “รสรื่น ชื่นอุรา” เข้ากันมากๆ กับแบรนด์

ในตอนนี้ ที่ติดตลาดเพราะรสชาติดี พอดื่มเข้าไปแล้วมีความซาบซ่านถึงทรวง

แต่ในช่วงแรก เป็นไปได้เหมือนกันว่าที่บริโภคเข้าไปแล้วติดใจ ทำให้เพลิดเพลินนั้น อาจจะเป็นเพราะส่วนผสมหลัก “ใบโคคา” เพราะในใบโคคามี “โคเคน (cocaine)” สารกระตุ้นประสาท ที่ออกฤทธิ์ทำให้คนรู้สึกเคลิ้มสุข คล้ายๆ กับสารพวกแคนนาบินอยด์จากพืชวงศ์กัญชาอยู่ด้วย

ถ้ามองย้อนกลับไปตั้งแต่โบราณกาล ผู้คนท้องถิ่นในอเมริกาใต้ในอดีตนิยมเอาใบโคคามาเคี้ยวเพื่อจุดประสงค์ในด้านนันทนาการมาเนิ่นนานนับหลายพันปีแล้ว และพฤติกรรมนี้ก็แพร่กระจายเข้ามาในทวีปยุโรป ลามไปจนถึงสหรัฐอเมริกา ในช่วงต้นศตวรรษที่ 90

ในสมัยเพมเบอร์ตัน ใบโคคาก็ไม่ต่างเครื่องเทศชั้นดี การเอาใบโคคามาใส่เพิ่มความซู่ซ่าในเครื่องดื่มหวานชื่นรื่นอุราก็ไม่ถือว่าเป็นความผิด เพราะว่ากฎหมายข้อบังคับต่างๆ ที่เกี่ยวกับกับการใช้โคเคนและใบโคคานั้นยังไม่มี

และในต้นศตวรรษที่ 20 พอเริ่มชัดว่ามีปัญหาการเสพติดของโคเคน โคเคนก็ถูกจัดเป็นยาเสพติดที่ร้ายกาจ (ซึ่งก็ร้ายจริงๆ ถ้าเอามาใช้แบบผิดๆ อาจถึงชีวิตได้) ในหลายประเทศจึงเริ่มมีการวางบทบัญญัติและข้อบังคับเพื่อควบคุมและจำกัดปริมาณการใช้โคเคน

ซึ่งทางโคคา-โคลาเองก็ยอมที่จะปรับสูตรสำหรับเครื่องดื่มรุ่นใหม่เวอร์ชั่นไร้โคเคน (แต่แม้จะเปลี่ยนสูตรไปแล้ว แต่ยังขอคงชื่อเดิม ด้วยเหตุผลด้านแบรนดิ้ง)

ถ้าว่ากันแฟร์ๆ แม้โคเคนจะถูกมองเป็นยาเสพติดตัวร้าย แต่ถ้าถูกเอามาใช้ให้ “ถูกวิธี” ก็อาจจะมีประโยชน์ได้เหมือนกัน โดยเฉพาะเพื่อจุดประสงค์ในการบำบัดทางการแพทย์ ยาชาและบรรเทาปวดหลายชนิดก็มีส่วนผสมของโคเคน และในทุกการอนุมัติใช้ ก็จะมีทั้งผู้เห็นต่างและผู้เห็นตามเสมอ

ล่าสุด เมื่อต้นปี 2020 ก็เพิ่งจะมีดราม่ากันไปหลายยก เมื่อองค์การอาหารและยาของประเทศสหรัฐอเมริกา (the United States Food and Drug Administration หรือ FDA) อนุมัติให้ยาชาแบบพ่นจมูกนัมบริโน (numbrino) ที่มีส่วนผสมของ “โคเคนไฮโดรคลอไรด์” สามารถเอามาใช้เพื่อเป็นยาชาบรรเทาอาการเจ็บปวดในชั้นเยื่อเมือกในโพรงจมูกได้อย่างถูกต้องตามกฎหมาย

นอกจากนัมบริโนแล้ว ยังมีการนำโคเคนไปใช้ในการผ่าตัดท่อน้ำตา ภาวะจิตเภทและภาวะทางการแพทย์อื่นๆ อีกมากมาย

แต่ถ้ามองในมุมนักวิจัย ถ้าจะเอามาใช้อย่างปลอดภัย เราต้องเข้าใจให้ถ่องแท้

“อะไรที่ผมยังสร้างไม่ได้ ผมยังไม่เข้าใจ”

วลีเด็ดของริชาร์ด ไฟน์แมน (Richard Feynman) นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ผู้ให้กำเนิดศาสตร์แห่งนาโนเทคโนโลยีผู้เป็นแรงบันดาลใจยังกึกก้องในวงการวิทยาศาสตร์

และนั่นทำให้วงการวิจัยเริ่มหันมาสนใจกับกลไกการสร้างโคเคนและสารอนุพันธ์ที่อาจมีคุณสมบัติที่น่าสนใจในพืชอย่างจริงจัง แต่น่าเสียดายที่แม้จะพยายามศึกษากันมาร่วมศตวรรษ แต่องค์ความรู้ในเชิงชีวเคมีที่ว่าด้วยวิถีต่างๆ ในการสร้างโคเคนส่วนใหญ่นั้น ก็ยังคงเป็นปริศนา

ในธรรมชาติ วิถีทางชีวเคมี หรือกระบวนการสร้างสารชีวเคมีต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตจะเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่แห่งปฏิกิริยาเคมีซึ่งขับเคลื่อนโดยเอนไซม์ชนิดต่างๆ ที่ค่อยๆ เปลี่ยนสารตั้งต้นไปทีละขั้น จนท้ายที่สุดได้สารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ

และถ้าเข้าใจลำดับของปฏิกิริยาและเอนไซม์ที่ใช้ขับเคลื่อน การที่จะบังคับให้สิ่งมีชีวิตสร้างสารต่างๆ ก็ไม่ใช่เรื่องยาก

และในเดือนพฤศจิกายน 2565 ที่ผ่านมานี้เอง ทีมวิจัยของ ดร.เชิงเชี่ยง หวง (Sheng Xiong Huang) จากสถาบันพฤกษศาสตร์คุณหมิง สถาบันบัณฑิตวิทยาศาสตร์จีน (Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences) ก็ได้ใช้เทคโนโลยียุคใหม่ที่เติมเต็มองค์ความรู้จนสามารถเข้าใจวิถีชีวเคมีแห่งโคเคนที่เป็นปริศนามานานนับร้อยปีได้อย่างทะลุปรุโปร่ง

เริ่มแรกทีมนักวิจัยจะหาแบบแผนการแสดงออกของยีนทั้งหมดในเนื้อเยื่อพืชที่เรียกว่า ทรานสคริปโตม (transcriptome) เพื่อดูว่าในเนื้อเยื่อแต่ละชนิดนั้นมีโปรตีนอะไรถูกสร้างขึ้นมาบ้าง แล้วเอาแบบแผนดังกล่าวจากชิ้นส่วนต่างๆ ของพืชทั้งที่สร้าง และไม่สร้างโคเคนมาเทียบกัน เพื่อหายีนที่ควบคุมการสร้างเอนไซม์ในการสังเคราะห์โคเคน

ซึ่งเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตโคเคนจะพบแสดงออกมากในเนื้อเยื่อที่มีการสร้างโคเคนเท่านั้น

จากการวิเคราะห์และเปรียบเทียบแบบแผนการแสดงออกของยีนอย่างละเอียด เขาพบว่า สารตั้งต้นที่ต้นโคคาเปลี่ยนไปเป็นโคเคนนั้น ชื่อว่า 4-(1-methyl-2-pyrrolidinyl)-3-oxobutanoic acid หรือเรียกย่อๆ ว่า MPOA และเอนไซม์ที่จำเป็นต้องใช้เพื่อเปลี่ยน MPOA ไปเป็นโคเคนในใบโคคา ก็มีแค่เพียง 2 ตัว ชื่อว่า EnCYP81AN15 และ EnMT4 เท่านั้น

ถือเป็นวิถีชีวเคมีที่ง่าย จนน่าแปลกใจ

 

เพื่อพิสูจน์ว่าทฤษฎีที่เขาพบนี้เป็นของจริง ทีมวิจัยก็เลยเลือกศึกษาวิถีนี้ต่อในต้นยาสูบ (Nicotiana benthamiana) เพราะเป็นอีกพืชหนึ่งที่สร้าง MPOA ได้สบาย แต่ไม่มีเอนไซม์ทั้งสองชนิดที่เขาพบในโคคา

พวกเขาโคลนเอนไซม์ทั้งสองตัวที่เขาคิดว่าน่าจะเกี่ยวกับการเปลี่ยน MPOA ไปเป็นโคเคน (EnCYP81AN15 และ EnMT4) ไปใส่ไว้ในต้นยาสูบ ปรากฏว่าต้นยาสูบที่ได้ยีนสร้างเอนไซม์ทั้งสองชนิดสามารถผลิตโคเคนออกมาได้จริง ซึ่งน่าตื่นเต้นมาก กลายเป็นข่าวใหญ่สะเทือนวงการเทคโนโลยีชีวภาพที่ทำให้นักวิจัย แพทย์ และนักกฎหมายหลายๆ คนต้องอึ้งกันไปตามๆ กัน

เขาตั้งชื่องานวิจัยนี้ว่า “การค้นพบและการวิศวกรรมวิถีชีวสังเคราะห์สารโคเคน (Discovery and Engineering of the Cocaine Biosynthetic Pathway)” และเปิดตัวในวารสารสมาคมเคมีอเมริกัน (Journal of the American Chemical Society, JACS) ในเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา

แม้จะเป็นการศึกษาชีวเคมี แต่หลังจากที่เปเปอร์ออนไลน์ สื่อก็เอาไปพาดหัวกันยกใหญ่ “นักวิจัยจีนผลิตโคเคนในใบยาสูบ”

ซึ่งก็ไม่ผิด เพราะในการพิสูจน์ตอนท้าย เชิงเชี่ยงและทีมก็ได้สร้างยาสูบแปลงพันธุ์ที่ผลิตโคเคนได้จริง แต่เชิงเชี่ยงก็ยอมรับว่า “ในเวลานี้ การผลิตโคเคนในยาสูบนั้นยังไม่เพียงพอที่จะนำไปผลิตในระดับใหญ่”

ยาสูบแปลงพันธุ์ของเขาจะผลิตโคเคนได้เพียง 400 นาโนกรัมต่อ 1 มิลลิกรัมของใบแห้ง ซึ่งยังน้อยกว่าที่ผลิตได้ในใบโคคาอยู่ราวๆ 4 เท่า

แต่ถ้ามองว่านี่คือการกรุยทางเพื่อทะลวงจุดบอดด้านงานวิจัยด้านโคเคน ต้องบอกว่าทะลุปรุโปร่ง!

 

อย่าลืมว่ายีสต์ผลิตยาต้านมะเร็งจากแพงพวยฝรั่งก็มีแล้ว เพิ่งตีพิมพ์ไปปีก่อน ยีสต์ผลิตกลิ่นหอมดอกมะลิก็ออกมาดีเลิศ จนกลายเป็นน้ำหอมออกมาขายทั่วแล้วเช่นกัน ส่วนจุลินทรีย์ชีววิทยาสังเคราะห์รุ่นบุกเบิกอย่างยีสต์ผลิตยามาลาเรียจากโกฐจุฬาลัมพา ก็ลงไลน์ผลิตออกมาช่วยคนไปแล้วตั้งแต่ปี 2013

หรือที่เป็นกระเเสเมื่อไม่นานมานี้ ยีสต์ผลิตแคนนาบินอยด์จากกัญชาที่เปิดตัวไปเมื่อปี 2019 แบบจัดหนักก็ลงถังหมักอุตสาหกรรมหลักแสนลิตรไปเป็นปีแล้วเช่นกัน

มาถึงขั้นนี้ ถ้าดีมานด์สูงพอ หนทางไปต่อค่อนข้างชัดเจน

แต่ที่ยังไม่ชัดก็คือ “ด้วยความก้าวหน้าแบบก้าวกระโดดของเทคโนโลยีชีววิทยาสังเคราะห์ ก้าวต่อไปของประเทศเกษตรกรรม ควรจะทำอย่างไร!??”

สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022