Biology Beyond Nature | ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร

 

จากเกลียวดีเอ็นเอถึงจีโนมมนุษย์ (2)

(ประวัติศาสตร์อุตสาหกรรมไบโอเทคตอนที่ 32)

 

วงการวิจัยชีววิทยาและการแพทย์ยุค 1980s เข้าใจอย่างดีถึงประโยชน์มหาศาลจากการมีข้อมูลจีโนมมนุษย์ แต่ประเด็นขัดแย้งสำคัญคือวิธีการที่จะได้ข้อมูลนี้มา ไม่ใช่แค่ในเชิงเทคนิคแต่รวมถึงเชิงปรัชญา วิทยาศาสตร์ และนโยบายระดับชาติเลยทีเดียว

งานวิจัยชีววิทยาและการแพทย์ที่ผ่านมาเป็นแบบ “Small Science” ใช้ทีมวิจัยขนาดเล็ก มีหัวหน้าทีม (Principle Investigator, PI) เป็นอาจารย์หรือนักวิจัยอาวุโส มีลูกทีมเป็นนักศึกษาปริญญาเอก นักวิจัยหลังปริญญาเอก (Postdoc) และผู้ช่วยวิจัย (Research Assistant, RA) รวมๆ กันแล้วโครงการหนึ่งอาจจะแค่ 3-4 คน

หัวหน้าทีมเขียนโครงการวิจัยตามความสนใจและความถนัดของตน ระบุสมมุติฐาน กระบวนการทดลอง การควบคุมตัวแปรต่างๆ ส่งข้อเสนอโครงการวิจัย (research proposal) ไปขอทุนจากหน่วยให้ทุนของรัฐหรือเอกชนหลักแสนถึงล้านดอลลาร์

จากนั้นผู้ทรงคุณวุฒิก็ตรวจสอบความสำคัญความถูกต้องเป็นไปได้ของข้อเสนอ

ถ้าผ่านหัวหน้าทีมก็ได้เงินมาจ้างลูกทีม ซึ้ออุปกรณ์ สารเคมีต่างๆ ทำเสร็จก็เขียนรายงาน สรุปผล ตีพิมพ์ลงวารสารวิชาการ แล้วปิดจ๊อบเป็นโครงการๆ ไป

ส่วนการทำงานแบบ “Big Science” ใช้ทีมขนาดใหญ่เป็นร้อยเป็นพันคน ใช้งบประมาณมหาศาลหลักร้อยล้านพันล้านดอลลาร์ สร้างอุปกรณ์ชิ้นใหญ่ราคาแพงลิบลับ

ที่สำคัญคือส่วนมากงานแบบนี้ไม่ได้มีแกนกลางเป็น “การตั้งและทดสอบสมมุติฐาน” แบบกระบวนการวิทยาศาสตร์ที่เราคุ้นเคยกัน

แต่ว่าเป็นการวางโครงสร้างพื้นฐานสำหรับให้เราได้เก็บข้อมูลใหม่ๆ ที่น่าสนใจมาเยอะๆ สำหรับทำอย่างอื่นต่อภายหลัง

โครงการแบบนี้ใหญ่โตเกินกว่าจะขอทุนวิจัยช่องทางปกติได้ ต้องผลักดันขึ้นไประดับนโยบายเป็นวาระแห่งชาติให้รัฐบาลจัดสรรงบประมาณพิเศษลงมา

วงการฟิสิกส์และดาราศาสตร์มีงานแบบ Big Science มาตั้งแต่สงครามโลก

โครงการระเบิดนิวเคลียร์ โครงการสำรวจอวกาศ โครงการเครื่องเร่งอนุภาค ฯลฯ เป็นตัวอย่างของ Big Science วาระแห่งชาติที่ใช้เงินหลักพันล้านดอลลาร์ทั้งนั้น

อย่างโครงการ Apollo ช่วงปี 1960-1973 ใช้เงินไปสองหมื่นกว่าล้านดอลลาร์ในยุคนั้น (สองแสนกว่าล้านถ้าคิดมูลค่าปัจจุบัน) มากกว่าตัวเลขคาดคะเนของโครงการจีโนมหลายสิบเท่า

นักวิจัยสายชีววิทยาหลายคนในยุค 1980 อย่าง Leroy Hood (ตอนที่ 13-15), Robert Sinsheimer (ตอนที่ 19), Walter Gilbert (ตอนที่ 19), Charles DeLisi (ตอนที่ 20) และ James Watson สนับสนุนการทำให้โครงการจีโนมมนุษย์เป็น Big Science

พวกเขามองว่าโครงการนี้สำคัญควรค่าแก่งบประมาณพิเศษ ขณะเดียวกันก็ยากเกินกว่าที่ทีมวิจัยเล็กๆ ต่างคนต่างทำจะสำเร็จ

จีโนมมนุษย์มีขนาดสามพันล้านเบส ขณะที่จีโนมใหญ่ที่สุดที่เคยมีการอ่านลำดับเบสหมดในเวลานั้นขนาดแค่ไม่ถึงครึ่งล้านเบส ถ้าทำงานกันแบบ Small Science อีกพันปีก็ไม่เสร็จ

แต่ฝั่ง Small Science ก็ใช่จะไร้เหตุผลทีเดียว ในเวลานั้นทีมวิจัยต่างๆ ทั่วโลกก็ศึกษาจีโนมมนุษย์กันอยู่แล้วในส่วนที่ทีมตนสนใจและชำนาญ อาจจะเป็นบางยีนหรือชิ้นส่วนบนโครโมโซมที่เกี่ยวข้องกับโรคบางอย่าง

การที่ต่างคนต่างทำอย่างอิสระตามความชำนาญอาจจะช้ากว่าใช้เงินรวมๆ แล้วมากกว่าในระยะยาวแต่ก็จะได้ข้อมูลเชิงลึกที่ใช้ประโยชน์ได้มากกว่า

ข้อมูลที่มาจาก “การตั้งและทดสอบสมมุติฐาน” ที่ดีผ่านการตรวจสอบจากผู้ทรงคุณวุฒิอย่างเคร่งครัดเป็นธรรมทั้งตอนขอทุนและตีพิมพ์งานวิจัย

อันตรายของการทำงานแบบ Big Science คือเราอัดเงินลงไปเยอะๆ ใช้คนจำนวนมากๆ มาทำงานที่น่าเบื่อจำเจ (Sydney Brenner นักชีววิทยารางวัลโนเบลเคยแซวว่า “เราควรเกณฑ์นักโทษในคุกมาทำงานจีโนม”) ข้อมูลลำดับเบสที่ได้มาเยอะแยะก็ยังแปลผลเอาไปใช้ประโยชน์อะไรไม่ได้

ยิ่งไปกว่านั้น Big Science จะบังคับให้เราไปพัวพันกับการเมืองระดับประเทศ ไปตบตีแย่งงบฯ ก้อนโตมาผ่านการล็อบบี้ต่างๆ แทนที่จะผ่านกระบวนตรวจสอบจากผู้ทรงคุณวุฒิอย่างเคร่งครัดเป็นธรรมแบบวิธีปกติ

 

James Watson เล่าว่า ในการประชุมที่ CSHL กลางปี 1986 แทบไม่มีคนเห็นด้วยกับโครงการจีโนมแบบ Big Science โดยเฉพาะนักวิจัยรุ่นใหม่ๆ ที่กลัวว่าโครงการแบบนี้จะเบียดบังงบวิจัยแบบ Small Science ของพวกเขา

ประเด็น Small Science VS Big Science ยังสะท้อนออกมาในสไตล์การทำงานของหน่วยวิจัยและให้ทุนภาครัฐ

กระทรวงพลังงาน (Department of Energy, DOE) ที่ตกทอดวัฒนธรรม Big Science มาตั้งแค่โครงการระเบิดนิวเคลียร์ พร้อมลุยโครงการจีโนมมนุษย์ในแบบ Big Science เดินหน้าดันโครงการนี้ถึงสำนักงบประมาณและสภาโดยไม่รอใคร

ส่วนสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (National Institute of Health, NIH) คุ้นกับงานแบบ Small Science ที่ผ่านมา NIH ให้ทุนวิจัยที่เกี่ยวกับพันธุศาสตร์ ชีวโมเลกุลและจีโนมรวมปีหนึ่งๆ กว่า 300 ล้านดอลลาร์ ผู้อำนวยการของ NIH ในขณะนั้นตกใจมากที่จู่ๆ DOE เสนอโครงการจีโนมมนุษย์ขึ้นไป

เขาเปรียบเทียบว่ามันช่างผิดฝาผิดตัวเหมือนได้ข่าว “สำนักชั่งตวงวัดเสนอตัวพัฒนาเครื่องบินรบ”

NIH ฟังเสียงนักวิจัยในสังกัดซึ่งส่วนมากเอนเอียงไปทาง Small Science ก็เลยยังรีๆ รอๆ ไม่สนับสนุนโครงการจีโนมของ DOE แต่ก็ไม่ได้จะกระโดดเข้าไปนำโครงการเอง

ทั้งผู้สนับสนุนและคัดค้านโครงการจีโนมมนุษย์แบบ Big Science ได้โอกาสพูดคุยโต้เถียงกันอีกหลายรอบตั้งแต่งานประชุมที่ CSHL ของ Watson กลางปี 1986 การประชุมที่ NIH ของหน่วยให้ทุนเอกชนอย่าง Howard Hughes Medical Institute (HHMI)

นอกจากนี้ ยังมีการประชุมของสำนักงานวิจัยแห่งชาติ (National Research Council, NRC) ถกประเด็นทิศทางของโครงการที่ทุกฝ่ายยอมรับได้

Watson ในฐานะผู้ทรงอิทธิพลเบอร์หนึ่งของวงการชีวโมเลกุลคือผู้ไปกระทุ้ง NIH แรงๆ ว่าให้กระโดดเข้าโครงการจีโนมได้แล้วไม่งั้นจะตกขบวน

ในที่สุดภาพของโครงการจีโนมมนุษย์ก็เริ่มปรากฏชัด รายละเอียดแก้ไขหลักๆ ไม่กี่ข้อช่วยให้ฝั่งคัดค้านเริ่มยอมโอนอ่อน

อย่างแรกคือการเน้นย้ำว่าโครงการนี้ไม่ใช้แค่อัดเงินหลักพันล้านอ่านลำดับเบสจีโนมมนุษย์ให้หมด แต่เริ่มที่การพัฒนาเทคโนโลยีพื้นฐานทั้งการตัดต่อดีเอ็นเอ อ่านลำดับเบส สร้างแผนที่ยีน ฯลฯ โดยเฉพาะใช้ช่วงห้าปีแรกเพื่อให้ราคาและระยะเวลาของการอ่านจีโนมลดลงมหาศาลในภายหลัง

อย่างที่สองคือการขยายขอบเขตงานให้รวมการศึกษาจีโนมของสิ่งมีชีวิตต้นแบบ (model organisms) อื่นๆ อย่าง แบคทีเรีย ยีสต์ หนอน หนู และพืช ไปด้วย

ส่วนนี้ดูเผินๆ เหมือนจะทำให้หลุดโฟกัส แต่นี่คือโอกาสสำคัญที่จะได้ลองเทคโนโลยีใหม่ๆ ได้ข้อมูลสำหรับศึกษาเปรียบเทียบให้เราแปลผลจีโนมมนุษย์ได้ง่ายขึ้น แถมยังขยายฐานผู้ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีและข้อมูลจีโนมให้กว้างขึ้นอีก

ส่วนที่สามคือการแบ่งบทบาทกันระหว่าง DOE กับ NIH ตามความถนัดของหน่วยงาน

DOE ได้ส่วนที่เป็น Big Science ไปทำ พัฒนาและดำเนินการหาแผนที่ยีน โคลนชิ้นส่วนดีเอ็นเอ อ่านลำดับเบสในสเกลใหญ่ๆ

ขณะที่ NIH เริ่มจาก Small Science ก่อน ยังคงให้ทุนวิจัยออกไปเป็นก้อนๆ (ในหัวข้อเกี่ยวข้องกับจีโนม) ตามที่นักวิจัยเขียนโครงการเสนอมา แล้วค่อยขยับขยายเป็นสร้างศูนย์จีโนมทำงานฝั่ง Big Science ภายหลัง

Watson แนะนำให้ NIH หาคนโปรไฟล์แข็งๆ บารมีเปี่ยมล้นพอจะทนคลื่นลมของการเมืองในวงการวิทยาศาสตร์ ไม่ขาดทั้งประสบการณ์วิจัย งานบริหาร และการสื่อสารมาช่วยนำโครงการจีโนมมนุษย์ของทางสถาบัน

คนที่มีครบเครื่องแบบนี้ในมุมมองของ NIH (และนักวิจัยสาขาชีวโมเลกุลแทบทั้งวงการในเวลานั้น) ก็คงเป็นใครไม่ได้นอกจาก Watson นั่นเอง

ปี 1988 James Watson ในวัย 60 ปี ตกลงรับหน้าที่นำโครงการจีโนมมนุษย์ของ NIH

“เพียงโอกาสเดียวในชีวิตเท่านั้นที่เส้นทางนักวิจัยของผมจะนำบันไดเกลียวคู่ (ของโครงสร้างดีเอ็นเอ) มาบรรจบกับสามพันล้านก้าวเดิน (ของลำดับเบส) แห่งจีโนมมนุษย์” Watson กล่าว

โครงการจีโนมมนุษย์มีกำหนดเริ่มอย่างเป็นทางการในเดือนตุลาคมปี 1990 แต่ทั้ง DOE และ NIH ก็เริ่มได้งบประมาณก้อนโตขึ้นเรื่อยๆ มาเตรียมงานไว้ตั้งแต่ปี 1988 แล้ว

ภายใต้การนำของ Watson ผู้เปรียบเหมือนบิดาแห่งวงการชีวโมเลกุลช่วยเรียกความน่าเชื่อถือให้กับแนวคิดแบบ Big Science ที่นักชีววิทยาหลายคนเคยตั้งแง่ว่าเป็นแค่การสะสมข้อมูลไม่ใช่งานวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง

ปัญหา Big Science แย่งเงิน Small Science ยังไม่หายไปไหน ถึงปี 1990 ตอนโครงการจีโนมจะเริ่มก็ยังมีกลุ่มนักวิจัยออกมาโวยวายที่โดยตัดทุน ถึงขั้นจะรวมกลุ่มกดดันให้ล้มโครงการจีโนมมนุษย์

นอกจากนี้ ยังมีประเด็นเรื่องการแบ่งปันผลประโยชน์ การทำงานร่วมกันในสเกลนานาชาติ

บทบาทของเอกชนและการถือครองสิทธิบัตรที่รุนแรงถึงขั้นที่ Watson ต้องลาจากตำแหน่งหัวหน้าโครงการจีโนมมนุษย์ไป

และยังมีเรื่องของอีกสองนักวิจัยรุ่นลูกที่จะมาเติมสีสันให้ประวัติศาสตร์อุตสาหกรรมไบโอเทคในตอนต่อๆ ไป เรื่องราวของ Francis Collins แพทย์นักวิจัยผู้ไม่ละทิ้งศรัทธาในพระเจ้า และเรื่องราวของ Craig Venter นักวิจัยสายธุรกิจที่คิดแข่งกับทีมวิจัยทั้งโลกในศึกไขความลับจีโนมมนุษย์

ติดตามต่อตอนหน้าครับ

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

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022