Biology Beyond Nature | ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร

ข้าวสีทอง ภาค-1/1

(ประวัติศาสตร์อุตสาหกรรมไบโอเทค ตอนที่ 61)

“คุณจะรู้สึกหดหู่ใจบ้างไหมหากเครื่องบินที่บรรทุกเด็กเต็มลำตกวันนี้? ทุกๆ วันมีเด็กจำนวนมากพอจะบรรจุในเครื่องบินจัมโบ้เจ็ตสิบสามลำต้องตายลงเพราะขาดวิตามินเอ”

– Golden Rice Project

เมษายนปี 2024 ที่ผ่านมาศาลอุทธรณ์ของฟิลิปปินส์มีคำตัดสินเพิกถอนอนุญาตการปลูกข้าวจีเอ็มโอเสริมวิตามินเอหรือที่คนเรียกกันทั่วไปว่า “ข้าวสีทอง (Golden Rice)”

โดยให้ความเห็นว่ายังขาดหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่แน่ชัดในเรื่องความปลอดภัยของพืชปรับแต่งพันธุกรรมต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม ส่วนรัฐบาลก็ยังขาดระบบการติดตามตรวจสอบที่น่าเชื่อถือ

คำตัดสินนี้ห้ามไปถึงการทดลองปลูกพืชจีเอ็มโอในโรงเรือนและพื้นที่เปิดโล่ง

ส่วนชาวนาที่กำลังปลูกอยู่ต้องทำลายพืชจีเอ็มโอทิ้งทั้งหมด

ขบวนการต่อต้านจีเอ็มโอนำโดยกลุ่มกรีนพีซ (Greenpeace) ผู้อยู่เบื้องหลังการร้องต่อศาลในครั้งนี้ออกมาประกาศชัยชนะ

ขณะที่ฝ่ายสนับสนุน Golden Rice บอกว่านี่คือหายนะครั้งใหญ่ของวงการไบโอเทคการเกษตร

เรื่องราวตอนนี้เล่าถึงจุดกำเนิด หนทางวิบากและบทเรียนสำคัญจากโครงการ Golden Rice ที่เกือบจะกลายเป็นหนึ่งในนวัตกรรมแห่งศตวรรษที่ช่วยชีวิตผู้คนนับล้าน

Ingo Protrykus ผู้ริเริ่ม Golden Rice เกิดที่เยอรมันช่วงกลางทศวรรษที่ 1930s รุ่นไล่เลี่ยกับ Stanley Cohen และ Herbert Boyer นักวิจัยชาวอเมริกันผู้คิดค้นเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมในแบคทีเรีย

Protrykus เรียนจบสายตรงมาด้านปรับปรุงพันธุ์พืชและเริ่มเข้ามาสนใจงานพันธุวิศวกรรมตามกระแสตื่นไบโอเทคยุค 1970s เขาสนใจเป็นพิเศษในธัญพืชที่เป็นอาหารหลักของคนทั้งโลกอย่างข้าวสาลี ข้าวเจ้า ข้าวโพด ฯลฯ

อย่างไรก็ตาม เทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อของพืชกลุ่มนี้ทำได้ยากมาก แถมการนำเข้าดีเอ็นเอด้วย Agrobacterium ก็ยังไม่ประสบความสำเร็จในขณะนั้น

ทีมของ Protrykus ใช้เวลาเกือบยี่สิบปีพัฒนาเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อธัญพืชและการนำส่งดีเอ็นเอเข้าสู่เซลล์พืชโดยตรงแบบไม่ต้องใช้ Agrobacterium ทีมของเขาตัดต่อดีเอ็นเอเข้าสู่ข้าวเจ้าสำเร็จเป็นครั้งแรกตอนปี 1990

และต่อยอดจนได้ข้าวสายพันธุ์ทนแมลง (Bt Rice) ตอนปี 1996

ต้นทศวรรษที่ 1990 Protrykus ได้เรียนรู้ว่าปัญหาความมั่นคงทางอาหารในกลุ่มประเทศยากจนไม่ได้มีแค่เรื่องปริมาณผลผลิตทางการเกษตรที่ไม่พอเพียงแต่ยังมีเรื่องของคุณภาพในเชิงคุณค่าอาหารอีกด้วย ปัญหาขาดแคลนแร่ธาตุและวิตามินที่ใหญ่ที่สุดของโลกสามอันดับแรกได้แก่การขาดแคลนเหล็ก ไอโอดีน และวิตามินเอ

ปัญหาไอโอดีนทุเลาลงได้จากการเข้าถึงเกลือสมุทร ขณะที่เหล็กและวิตามินเอยังคงเป็นเรื่องใหญ่

ประชากรโลกกว่าสองพันล้านคนมีปัญหาโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก (Iron Deficiency Anemia, IDA) ในหญิงตั้งครรภ์นี่คือหนึ่งในสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตระหว่างคลอด ส่วนในทารกและเด็กเล็กการขาดธาตุเหล็กส่งผลต่อการพัฒนาทางร่างกายและสมองในระยะยาว

เด็กกว่าสองร้อยล้านคนทั่วโลกตกอยู่ในภาวะพร่องวิตามินเอ (Vitamin A Deficiency, VAD) ในแต่ละปีภาวะนี้เกี่ยวข้องกับการตายของเด็กกว่าล้านคน และเป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของอาการตาบอดในเด็กอีกประมาณประมาณห้าแสนคน จากการประมาณขององค์กร UNISEF การได้รับวิตามินเอที่พอเพียงช่วยลดความเสี่ยงในการเสียชีวิตของเด็กเล็กลงได้ถึงเกือบหนึ่งในสี่

ข้าวเจ้าซึ่งเป็นอาหารหลักของประชากรในกลุ่มประเทศยากจนไม่มีวิตามินเอและมีธาตุเหล็กในสัดส่วนที่น้อยมาก นอกจากนี้ ยังมีสารกลุ่ม phytate ที่ยับยั้งการดูดซึมธาตุเหล็ก

ดังนั้น โจทย์วิจัยที่ Protrykus คิดก็คือทำให้ข้าวเจ้ากลายเป็นแหล่งธาตุเหล็กและวิตามินเอที่พอเพียง เนื่องจากไม่มีข้าวเจ้าธรรมชาติสายพันธุ์ไหนที่มีคุณสมบัตินี้การพันธุวิศวกรรมจึงน่าจะเป็นทางออกเดียว แนวคิดนี้กลายเป็นจุดเริ่มต้นของ “Golden Rice” โครงการพันธุวิศวกรรมพืชที่ซับซ้อนที่สุดที่เคยมีมา ณ ช่วงเวลานั้นทั้งในเชิงเทคนิค กฎหมาย และการเมือง

ในเชิงเทคนิคนอกจากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อและนำยีนเข้าเซลล์ธัญพืชจะยากเป็นทุนเดิมอยู่แล้วงานนี้ยังต้องอาศัยยีนหลายยีนทำงานร่วม ประสิทธิภาพการทำงานทั้งระบบต้องสูงพอให้ได้สารปลายทางเพียงพอต่อการบริโภครายวันของมนุษย์ ขณะเดียวกันก็ต้องไม่กระทบการเติบโตหรือปริมาณผลผลิตข้าวมากจนเกินไป

นักวิจัยแนวหน้าหลายท่านในเวลานั้นมองว่าแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่โครงการนี้จะสำเร็จ

สำหรับโจทย์การเสริมวิตามินเอทีมวิจัยมุ่งไปที่การสังเคราะห์ beta-carotene รงควัตถุสีเหลืองส้มที่ร่างกายมนุษย์เปลี่ยนเป็นวิตามินเอได้ พืชทุกชนิดรวมทั้งข้าวเจ้ามีชุดยีนสังเคราะห์ beta-carotene อยู่แล้วแต่ยีนชุดนี้ไม่แสดงออกในเนื้อเมล็ดข้าวที่เรากิน (endosperm)

Protrykus ร่วมมือกับ Peter Beyer นักวิจัยผู้ชำนาญด้านวิถีการสังเคราะห์ beta-carotene ในพืช ทีมวิจัยพบว่าการจะผลิตโมเลกุลนี้ในเนื้อเมล็ดข้าวได้ต้องเพิ่มยีนผลิตเอนไซม์ลงไปอีกถึงสี่ยีน เพื่อจะเปลี่ยน GGPP สารตั้งต้นที่เนื้อเมล็ดข้าวมีอยู่ตามธรรมชาติให้ผ่านปฏิกิริยาเคมีสี่ขั้นตอนไปสู่ beta-carotene

ขั้นตอนเป็นอย่างไร ติดตามตอนต่อไป

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

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022