ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

 

หนูขันทีหกขา…

กับปริศนาวิวัฒนาการของอวัยวะเพศ

 

วันนั้นเป็นวันจันทร์ ระหว่างกำลังกินข้าว ผมก็ไถโทรศัพท์มือถือดูความก้าวหน้าใหม่ๆ ในวงการวิทยาศาสตร์

แล้วก็ไปสะดุดกับโพสต์หนึ่งใน X

โพสต์นั้นเป็นโพสต์ของอนาสทาเซีย โลซอฟสกา (Anastasiia Lozovska) นักศึกษาปริญญาเอกจากสถาบันวิทยาศาสตร์กูลเบนเกียน (Instituto Gulbenkian de Ci?ncia) ประเทศโปรตุเกส ที่ว่า “เปเปอร์หนูหกขาออกแล้วในที่สุด!! ตื่นเต้นมากที่ได้งานปริญญาเอกของฉันเผยแพร่ในวารสาร Nature Communications”

ข้อความไม่ได้มีอะไรพิสดาร แต่รูปนี่สิ เรียกว่าอลังการของจริง…เพราะรูปที่เธอโพสต์ มันคือรูปตัวอ่อนของหนูที่มี “หกขา” จริงๆ และขาที่เห็นเป็นขาที่มีรูปลักษณ์เป็นขาชัดเจน มีนิ้วเท้าครบถ้วนสมบูรณ์ ไม่พิกลพิการ!

เรียกว่าไถผ่านไปแล้ว แต่ต้องเลื่อนกลับมาดูอีกรอบ

แถมรีทวีตให้อีกด้วย…

ลงภาพเรียกทัวร์ขนาดนี้ ต้องช่วยสนับสนุน เปเปอร์ต้องกลายเป็นข่าวดังถล่มทลายแน่นอน ผมคาดเดา และแล้วสิ่งที่ผมคิดก็กลายเป็นจริง ภาพหนูหกขาตัวเดียวกันนี้ก็ไปปรากฏขึ้นหน้าแรกเว็บไซต์ของวารสารตัวท็อปสุดโหดของวงการวิทยาศาสตร์อย่าง Nature…

เพียงแค่ไม่กี่วัน ภาพหนูหกขากระจายไปทั่วอินเตอร์เน็ต

และถ้าแค่มีหกขา ยังฟังดูไม่เพี้ยนพอ อยากกระซิบบอกว่านอกจากมีหกขาแล้ว หนูประหลาดที่อนาสทาเซียสร้างขึ้นมานั้นยังไม่มีอวัยวะเพศอีกด้วย เพราะขาที่งอกเกินมาสองขานั้น งอกออกมาตรงบริเวณที่ควรจะพัฒนาออกมาเป็นอวัยวะเพศพอดิบพอดี แถมอวัยวะภายในบางอย่างยังยื่นออกมาพัฒนาอยู่ด้านนอกตัวของมันอีกด้วย

นั่นหมายความว่านอกจากจะมีหกขาแล้ว น้องยังเป็นหนูขันทีด้วย!

 

คําถามคือ ไอเดียอะไรกันแน่ที่แว้บเข้ามาในหัวของอนาสทาเซีย ถึงทำให้เธอตัดสินใจสร้างหนูประหลาดสุดแสนพิสดารตัวนี้ขึ้นมา

มอยเซส มัลโล (Mois?s Mallo) อาจารย์ของเธอที่เป็นหัวหน้าทีมวิจัยเล่าว่า วันนั้น อนาสทาเซียมาหาเขาที่ออฟฟิศก่อนที่จะรายงานว่า…ตัวอ่อนหนูที่ถูกเธอดัดแปลงพันธุกรรมตัวหนึ่ง มีอวัยวะเพศแปลกๆ ดูแล้วหน้าตาละม้ายคล้ายคลึงกับขา…

ในความเป็นจริง มอยเซสและอนาสทาเซียไม่ได้คาดฝันว่าจะสร้างหนูขันทีหกขาขึ้นมา “ทุกอย่างมันเป็นเรื่องบังเอิญ”…

“ผมไม่ได้เลือกโปรเจ็กต์ แต่โปรเจ็กต์นี้เลือกผม” มอสเซสกล่าว…ก่อนที่จะเล่าเสริมต่อว่า ที่จริงแล้วงานของอนาสทาเซียนั้นมีจุดมุ่งหมายคือเพื่อศึกษาบทบาทของยีนที่มีความสำคัญในการควบคุมพัฒนาการของตัวอ่อนที่เรียกว่า “TGFBR1”

โดยปกติ ยีนนี้จะควบคุมการสร้างโปรตีน Transforming Growth Factor Beta Receptor Type I (TGFBR1) ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการรับสัญญาณที่ส่งมาจากเซลล์อื่นๆ ที่บนผิวของเซลล์ และคอยชี้นำว่าเซลล์ควรจะตอบสนองต่อสัญญาณอย่างไรเพื่อให้เซลล์สามารถตอบสนองได้อย่างถูกต้องและเหมาะสม

ซึ่งมีความสำคัญมากในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนในครรภ์ เพราะถ้าการรับและส่งต่อสัญญาณผิดเพี้ยนไป การพัฒนาของตัวอ่อนก็มีโอกาสที่จะผิดเพี้ยนไปได้ด้วยเช่นกัน

เพื่อให้เข้าใจบทบาทและการทำงานของโปรตีน TGFBR1 ในกระบวนการพัฒนาสันหลังในตัวอ่อน หลังจากที่ปล่อยให้ตัวอ่อนหนูพัฒนาไปแล้วราวๆ ครึ่งทางในครรภ์ อนาสทาเซียก็ตัดสินใจทดลองกดการทำงานของโปรตีน TGFBR1…

 

อยากรู้ว่าโปรตีนสำคัญยังไง ก็ปิดกั้นไม่ให้ทำงานได้ ก็น่าจะเห็นได้ถึงบทบาทและความสำคัญ การออกแบบการทดลองของอนาสทาเซียค่อนข้างตรงไปตรงมา ไม่ได้มีอะไรลึกซึ้งมากเกินไปกว่านั้น

แต่ผลที่ได้ออกมา มันพิสดารเสียจนสะท้านสะเทือนวงการไปเอง

เนื่องจากโปรตีน TGFBR1 มีความเกี่ยวโยงกับกระบวนการต่างๆ อย่างหลากหลายตั้งแต่ควบคุมการสร้างภูมิคุ้มกันไปจนถึงการย้ายถิ่นของโปรตีนในมะเร็งขั้นลุกลาม

ความรู้ความเข้าใจใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนนี้ยังไงก็น่าตื่นเต้น

การที่อนาสทาเซียค้นพบว่าโปรตีน TGFBR1 ที่เธอสนใจศึกษานั้นสามารถเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของดีเอ็นเอภายในเซลล์และส่งผลต่อเนื่องทำให้พัฒนาการของหนูผิดเพี้ยนไปได้นั้นจึงเป็นอะไรที่น่าตื่นเต้น

เพราะจวบจนถึงปัจจุบัน ยังไม่เคยมีใครที่สามารถเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสามมิติของดีเอ็นเอ กับกลไกการควบคุมการพัฒนาการของเซลล์ได้อย่างจริงจัง ร้อยเปอร์เซ็นต์

แต่ในความเป็นจริงแล้ว ถ้าไปย้อนสืบความดู ความน่าสนใจของงานนี้ กลับไม่ได้อยู่ที่มะเร็งหรือโครงสร้างดีเอ็นเอ

แต่เป็นเรื่องวิวัฒนาการแห่งการสืบพันธุ์ เพราะการพัฒนาที่พิลึกพิลั่นของหนูขันทีหกขา อาจจะเป็นหนึ่งในกุญแจสำคัญที่จะทำให้เราเข้าใจกลไกการวิวัฒนาการของอวัยวะสืบพันธุ์ของสัตว์ในปัจจุบันก็เป็นได้

 

ลองจินตนาการย้อนกลับไปราวๆ สามร้อยล้านปีก่อน ในช่วงยุคดีโวเนียน (Devonian) ในตอนนั้น พวกสัตว์ดึกดำบรรพ์เริ่มที่จะอพยพจากมหาสมุทรขึ้นมาอาศัยอยู่บนผืนพิภพในยุคแรก ในตอนนั้น สิ่งมีชีวิตหลายชนิดเริ่มวิวัฒน์จากครีบพัฒนาต่อมาเป็นขา จากสัตว์ดึกดำบรรพ์ที่หน้าตาเหมือนปลา ก็เริ่มมีสี่ขากลายเป็นพวกสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก

อย่างไรก็ตาม แม้จะย้ายนิวาสสถานขึ้นมาบนบก บางตัวอาจจะอยู่บนบกเป็นส่วนใหญ่เสียด้วยซ้ำ แต่ทว่า พอถึงช่วงสืบพันธุ์ ยังไงก็ยังคงต้องย้อนกลับลงไปในน้ำเพื่อผสมพันธุ์กันอยู่ดี…

ซึ่งในกรณีของพวกสะเทินน้ำสะเทินบก คาดกันว่าการสืบพันธุ์น่าจะเป็นการผสมพันธุ์กันภายนอก ตัวผู้ก็จะหลั่งปลดปล่อยอสุจิ ในขณะที่ตัวเมียก็จะวางไข่ อสุจิก็จะต้องว่ายต่อสู้ชะตากรรมไปผสมกับไข่ของตัวเมียที่ปล่อยออกมาในน้ำเอง

และด้วยเป็นพวกสะเทินน้ำสะเทินบก หลายคนก็เลยคาดเดาว่าการสืบพันธุ์ของพวกนี้ก็น่าจะแนวๆ กบ คือมักจะเกิดในบริเวณน้ำตื้น ซึ่งแม้จะมีโอกาสรอดสูง แต่ก็ยังมีความเสี่ยงต่อการอยู่รอดของตัวอ่อนค่อนข้างมากอยู่ดี ทั้งจากผู้ล่า ปริมาณน้ำฝนที่ชะล้าง และโอกาสในการแห้งขอดของแอ่งน้ำ

ต่อมาในยุคคาร์บอนิเฟอรัส ระบบสืบพันธุ์บนบกถึงจะเริ่มวิวัฒนาการขึ้นมา…ซึ่งสิ่งสำคัญที่สุดในการวิวัฒนาการอวัยวะเพศคือต้องมีอวัยวะเพศที่เหมาะสมต่อการผสมพันธุ์ในที่แห้ง

หลายชนิดเริ่มพัฒนาอวัยวะเพศภายนอกที่เข้าล็อกกันได้พอดิบพอดีระหว่างเพศผู้และเพศเมีย สามารถนำส่งอสุจิไปพบไข่ได้ภายในร่างกายของเพศเมียอย่างมีประสิทธิภาพ

คำถามคือ แล้วขากับอวัยวะเพศนั้นมาเกี่ยวกันได้ยังไง? บอกเลยว่าหนูขันทีหกขานี่แหละคือคำตอบ

 

ที่จริง นักวิจัยเชื่อกันมานานแล้วว่าในระหว่างที่ยังเป็นตัวอ่อนนั้น ขาหลังกับอวัยวะเพศภายนอกนั้นน่าจะพัฒนาขึ้นมาจากโครงสร้างตั้งต้นเดียวกัน ในช่วงแรกของวิวัฒนาการ องคชาตและคลิตอริสน่าจะวิวัฒน์ต่อมาจากขา ซึ่งกลไกนี้น่าจะยังคงอยู่ในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกสะเทินน้ำสะเทินบก

แต่ที่น่าแปลกใจก็คือ “หนู” ที่วิวัฒนาการต่อยอดไปจนห่างไกลบรรพบุรุษสะเทินน้ำสะเทินบกไปยาวนาน ไม่มีใครคาดคิดว่าจะได้เห็นปรากฏการณ์ที่อวัยวะเพศจะยังย้อนพัฒนากลับกลายเป็นขาแบบนี้ได้อยู่

แม้ว่าในเวลานี้ ยังไม่มีใครรู้ว่าอะไรที่เป็นตัวกำหนดว่าจะพัฒนาออกมาเป็นขาหรือจะเป็นอวัยวะเพศ แต่งานของอนาสทาเซียชิ้นนี้สามารถระบุชัดได้ว่าหนึ่งในตัวเปิดปิดสวิตช์ระหว่างขากับอวัยวะเพศในช่วงของการพัฒนาตัวอ่อนในครรภ์ก็คือโปรตีน TGFBR1 และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสามมิติของดีเอ็นเอ!

ปรากฏการณ์หนูขันทีหกขานี้จึงเป็นการค้นพบยิ่งใหญ่ เพราะเป็นหนึ่งในหลักฐานชิ้นสำคัญที่อาจจะย้อนเวลากลับไปบอกเราได้ว่าวิวัฒนาการของการสร้างอวัยวะเพศภายนอกนี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไร

คิดแล้วยังแปลกใจ ใครจะไปเดาได้ว่า “ขา” กับ “อวัยวะเพศ”… จะวิวัฒนาการมาใกล้กันขนาดนี้…

 

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

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022