แก้ปัญหา ‘โลกร้อน’ เพราะ ‘วัวเรอ’ ด้วยคริสเพอร์และกระเพาะจำลอง

ดร. ป๋วย อุ่นใจ

ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

 

แก้ปัญหา ‘โลกร้อน’ เพราะ ‘วัวเรอ’

ด้วยคริสเพอร์และกระเพาะจำลอง

 

“โครงการหาญกล้าบ้าบิ่น” หรือ “The Audacious Project” คือโครงการความร่วมมือระหว่าง TED และ The Bridgespan Group บริษัทที่ปรึกษาไม่แสวงผลกำไรชื่อดังเพื่อระดมทุนจากมหาเศรษฐีใจดีมาเป็นทุนเพื่อวิจัยและพัฒนาสำหรับนักสร้างความเปลี่ยนแปลง (changemaker) ระดับโลกที่มีไอเดียยิ่งใหญ่ที่จะทำโลกนี้ให้ดีขึ้น

“ฝันให้ไกล แล้วไปให้ถึง” คือคติของพวกเขา!!

และเมื่อพวกเขาพบกับไอเดียดีๆ จากทีมนักวิจัย หรือนักสร้างความเปลี่ยนแปลงระดับโลก พวกเขาก็จะเริ่มเสาะหาและจับคู่องค์กรให้ทุนหรือมหาเศรษฐีใจดีที่มีวิสัยทัศน์แบบเดียวกันที่สนใจและพร้อมที่จะช่วยสนับสนุนให้กับทีม เพื่อที่พวกเขาจะได้ร่วมกันริเริ่มดำเนินโครงการสร้างการเปลี่ยนแปลงให้โลกได้ตามที่วาดฝันไว้

แต่โครงการที่พวกเขาจะสนใจให้ทุนจะต้องมุ่งเป้าเพื่อแก้ปัญหาที่สำคัญเร่งด่วนสำหรับมวลมนุษยชาติและโลกใบนี้ และที่สำคัญคือจะต้อง “หาญกล้าบ้าบิ่น” ให้สมกับชื่อของ The Audacious Project

และด้วยสโลแกนของ TED ที่เน้นไอเดียที่ควรค่าแก่การเผยแพร่ (idea worth spreading)

แต่ละทีม แต่ละโครงการที่พวกเขาเลือกมาจึงผ่านการคัดสรรมาเป็นอย่างดี เรียกว่าไม่มีทีมไหนที่ธรรมดาเลย จุดมุ่งหมายของทุกทีมจะฟังดูยิ่งใหญ่ และมีความแกรนด์ ความว้าวอยู่ในตัว เช่น “เพื่อหาวิธีที่จะกำจัดโรคติดเชื้อปรสิตในทวีปแอฟริกาให้หมดไปอย่างสิ้นเชิง”

ไปจนถึง “เพื่อหาวิธีขจัดปัญหาการล่วงละเมิดเด็กหมดสิ้นไปจากอินเตอร์เน็ต”

ไปจนถึง “เพื่อพัฒนากลยุทธ์เพื่อช่วยชาวนานับล้านในแอฟริกาให้หลุดพ้นจากความยากจนข้นแค้น”

ไปจนถึง “การใช้เอไอพัฒนาการออกแบบโปรตีนเพื่อการรักษาโรคร้ายในทางการแพทย์”

ชัดเจนว่าทุกโครงการมีฝันและปณิธานที่ยิ่งใหญ่… และทีม TED และ The Bridgespan Group ก็จะช่วยจัดหาทุนรอนมาให้เพื่อทำฝันนั้นให้เป็นจริง

เน้น high risk high reward เสี่ยงสูง แต่ให้ผลคุ้มค่า… แม้จะต้องใช้เวลาหลายปี ถ้าฟังดูเข้าที ยังไงก็มีงบปรมาณอัดฉีดมาช่วยผลักดันให้เดินหน้าทะลวงฟันต่อสู้กับความท้าทายต่อไปได้ เพื่อให้ทุกทีม ไม่ใช่แค่ “ฝันให้ไกล” แต่ “ต้องไปให้ถึงฝั่งฝัน” ให้ได้ด้วยในที่สุด

เพราะโครงการสเกลนี้ ขอแค่สำเร็จแค่โครงการเดียวก็สามารถสร้างความเปลี่ยนแปลงเชิงบวกได้อย่างมากมายมหาศาลจนแทบจินตนาการไม่ถึงแล้ว

เจนนิเฟอร์ ดาอ์ดนา และจิลเลียน แบนฟิลด์ ที่สถาบันนวัตกรรมจีโนมิกส์ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ (Keegan Houser/UC Berkeley)

และในเมื่อบทความนี้ ยังอยู่ในซีรีส์ “วัวเรอ” และ “เรอวัว”

หนึ่งในโครงการที่เข้ารอบและได้รับทุนก้อนมหึมาราว 70 ล้านเหรียญสหรัฐ (หรือประมาณสองพันสี่ร้อยล้านบาท) จากโครงการ Audacious ก็คือ โครงการ “วิศวกรรมไมโครไบโอมเพื่อแก้ปัญหาภูมิอากาศและสุขภาพโดยใช้คริสเพอร์ (Engineering Microbiomes with CRISPR to Improve Our Climate and Health)”

โดยทีมวิจัยไบโอม (The Berkeley Initiative for Optimized Microbiome Editing หรือ BIOME) และสถาบันนวัตกรรมจีโนมิกส์ (Innovative Genomics Institute หรือ IGI) ที่นำทีมโดยนักชีววิทยารางวัลโนเบลชื่อดัง ผู้บุกเบิกเทคโนโลยีการแก้ไขยีน เจนนิเฟอร์ ดาอ์ดนา (Jennifer Doudna)

แต่งานนี้ ไม่ใช่แค่แก้ไขยีนธรรมดา แต่เป็นการแก้ไขยีนในไมโครไบโอมหรือสังคมจุลินทรีย์ทั้งจากธรรมชาติ และจากร่างกายของมนุษย์ ซึ่งมีความหลากหลายอย่างมหาศาลเกินกว่าจะจินตนาการได้

และที่สำคัญ จุลินทรีย์พวกนี้ส่วนใหญ่กว่าเก้าสิบเปอร์เซ็นต์เลี้ยงไม่ได้ในห้องทดลอง จึงยังแทบไม่ค่อยมีใครมีข้อมูลเกี่ยวกับพวกมันมากนัก จีโนมเป็นอย่างไร ผลิตเอนไซม์ชนิดไหนได้บ้าง และมีบทบาทอย่างไรในธรรมชาติ

ซึ่งพอไม่มีข้อมูลแม้แต่ลำดับของจีโนม การออกแบบกลวิธีในการแก้ไขยีนในจีโนมของจุลินทรีย์ในไมโครไบโอมที่ซับซ้อนนั้นจึงทำได้ยากมาก ทั้งจากคน และจากสิ่งแวดล้อม

แมทเทียส เฮซ และเออร์เมียส เคบรีอับ กับกระเพาะจำลองเพื่อศึกษาบทบาทของการแก้ไขจีโนมของจุลินทรีย์ในไมโครไบโอตาของวัวในการปลดปล่อยก๊าซมีเทน (Gregory Urquiaga/UC Davis)

และเพื่อให้โครงการนี้ มีโอกาสสำเร็จเป็นจริงได้ เจนนิเฟอร์จึงได้รวมนักวิจัยระดับเทพหลายคนมาร่วมเป็นบอสในทีมอเวนเจอร์ของเธอ

คนแรกก็คือ จิลเลียน แบนฟิลด์ (Jillian Banfield) นักจุลชีววิทยาชื่อดังจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ (University of California Berkeley) ผู้บุกเบิกและพัฒนาเทคนิคการศึกษาไมโครไบโอมจากธรรมชาติ

ซึ่งในโครงการนี้ จิลเลียนจะใช้ประสบการณ์อันโชกโชนของเธอในการศึกษาจีโนมในไมโครไบโอตามาช่วยเจนนิเฟอร์พัฒนาเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมในสังคมจุลินทรีย์

ส่วนคนถัดมาก็คือ ซูซาน ลินช์ (Susan Lynch) ผู้เชี่ยวชาญโรคภูมิแพ้และหอบหืดจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก (University of California San Franco) และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยไมโครไบโอมทางการแพทย์เบนินอฟ (Benioff Center for Microbiome Medicine) ที่จะมาช่วยขับเคลื่อนงานวิจัยไมโครไบโอมในคนและหาวิธีการแก้ไขไมโครไบโอม เพื่อช่วยป้องกันและรักษาโรคภูมิแพ้ และหอบหืดในเด็ก

และคนที่สามก็คือ เออร์เมียส เคบรีอับ (Ermias Kebreab) นักสัตวศาสตร์ชื่อดังจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส (University of California Davis) หนึ่งในผู้เชี่ยวชาญระดับโลกผู้ศึกษาผลกระทบของปศุสัตว์กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งจะมาช่วยเธอศึกษาบทบาทของจุลินทรีย์แต่ละตัวทั้งในกระเพาะวัวที่มีเอี่ยวไปเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยก๊าซมีเทนออกสู่ชั้นบรรยากาศ

พร้อมทั้งช่วยวางแผนชี้เป้าเพื่อให้การแก้ไขจีโนมในสังคมจุลินทรีย์ หรือไมโครไบโอตาในสัตว์นั้นเกิดขึ้นอย่างแม่นยำที่สุด

แมทเทียส เฮซ และเออร์เมียส เคบรีอับ กับวัวทดลองในฟาร์มของมหาวิทยาลัย (Gregory Urquiaga/UC Davis)

ถ้ายังจำได้จากตอนที่แล้ว เออร์เมียสคือหนึ่งในผู้ริเริ่มเอาสาหร่ายแดง (Asparagopsis) มาช่วยลดปัญหามีเทนจากวัวเรออย่างเป็นระบบ

จากการทดสอบของเขา สาหร่ายสีแดง หน้าตาละม้ายคล้ายหน่อไม้ฝรั่ง ให้ผลดีเกินคาดเพราะช่วยลดก๊าซมีเทนในเรอวัวได้มากถึง 80 เปอร์เซ็นต์

แม้จะตื่นเต้นแต่นี่คือความท้าทายที่ยิ่งใหญ่

“พวกเรากําลังพยายามหาวิธีในการลดก๊าซมีเทนที่ราคาย่อมเยาและเข้าถึงได้ง่ายสำหรับทุกคน โดยไม่มีข้อ จำกัดใดๆ สามารถใช้ได้ไม่ใช่เพียงแค่ในแคลิฟอร์เนียเท่านั้น แต่ยังต้องใช้ได้ทั่วโลก” แมทเทียส เฮซ (Matthias Hess) วิศวกรจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เดวิส หนึ่งในหัวหมู่ทะลวงฟันของทีมเออร์เมียสกล่าว

การหาสาหร่ายสีแดงมาให้วัวพันห้าร้อยล้านตัวทั่วโลกนั้น คงจะเป็นไปไม่ได้ และอาจสร้างปัญหาใหม่ที่จะต้องหาพื้นที่มาทำฟาร์มเลี้ยงสาหร่ายอีก

แต่ก็ไม่มีอะไรแน่นอน เพราะถ้าในอนาคต มีการคิดค่าคาร์บอนเครดิตกันแบบจัดหนักๆ และคุ้มค่ากับการลงทุน ก็ไม่แน่ว่าอาจมีเอกชนเจ้าใหญ่ที่พร้อมจะมาทำธุรกิจฟาร์มผลิตสาหร่ายสีแดงขายเป็นอาหารเสริมวัวลดคาร์บอนฟุตปรินต์ก็เป็นได้

แต่สำหรับเออร์เมียส เอาสาหร่ายแดงผสมอาหารก็เป็นทางเลือกที่น่าสนใจ ทว่าอาจจะไม่ใช่สิ่งที่เขาอยากทำ

เขาและแมทเทียสมีวิสัยทัศน์คล้ายๆ กันคืออยากหาวิธีพัฒนายาแบบหยอดเข้าปากวัว เอาแบบหยอดทีเดียวแล้วจบ คือทำให้วัวเลิกเรอมีเทนออกมาเลยไปตลอดชีวิต ไม่ต้องมาเติม มาทรีต มาผสมอาหารให้กินอยู่ทุกมื้อทุกวันแบบในปัจจุบันนี้

 

คําถามคือ สาหร่ายสีแดงไปปรับเปลี่ยนอะไรในประชากรจุลินทรีย์ในไมโครไบโอตา มีจุลินทรีย์ตัวไหนเพิ่ม ตัวไหนหาย และพวกนี้ส่งผลกระทบยังไงกับการดำรงอยู่และการสร้างมีเทนของพวกเมทาโนเจน

และถ้าเราสามารถใช้เทคโนโลยีคริสเพอร์ที่เจนนิเฟอร์และจิลเลียนพัฒนาขึ้นมาไปแก้ไขจีโนมจุลินทรีย์ในไมโครไบโอตาได้ตามต้องการ เราก็จะสามารถควบคุมอัตราส่วนประชากรจุลินทรีย์ในกระเพาะผ้าขี้ริ้วได้โดยตรง ซึ่งถ้าเรามุ่งเป้าแก้ไขถูกตัว เราก็จะลดการสะสมก๊าซมีเทนในกระเพาะวัวและช่วยลดปลดปล่อยก๊าซเวลาที่พวกมันเรอออกมาก็เป็นได้

และเพื่อให้เข้าใจบทบาทของจุลินทรีย์ในไมโครไบโอตาจากกระเพาะวัวให้สมจริงมากที่สุด แมทเทียสตัดสินใจออกแบบถังหมักมาเพื่อใช้เป็นแบบจำลองเลียนแบบการทำงานกระเพาะวัวในส่วนต่างๆ ในห้องทดลอง ซึ่งสภาะแวดล้อมในแต่ละถังก็จะเลียนแบบกระเพาะแต่ละส่วนของวัวจริงๆ เพื่อที่จะได้รองรับการปลูกถ่ายไมโครไบโอตาจากวัวจริงลงไปได้

สำหรับแมทเทียส การศึกษาไมโครไบโอตาในกระเพาะจำลองคือสิ่งแปลกใหม่ที่น่าตื่นเต้น

“เงินทุนวิจัยเช่นนี้ทำให้เราเริ่มมีพื้นที่ให้เราได้ลืมตาอ้าปากมากขึ้นในการศึกษาในสิ่งที่เราอาจไม่ได้สำรวจ ซึ่งจําเป็นต่อการแก้ปัญหาความท้าทายระดับโลกครั้งใหญ่” เเมทเทียสกล่าว

ข้อมูลที่ได้จากการทดลองในแบบจำลองกระเพาะวัวของแมทเทียสจะถูกส่งต่อไปให้เออร์เมียส เพื่อที่เขาจะสามารถนำเอามาใช้เพื่อไกด์ให้เขาสามารถออกแบบการทดลองเพื่อแก้ไขจีโนมในไมโครไบโอตา ก่อนที่จะเอาไปทดลองกับกระเพาะของวัวจริงในฟาร์มอีกที

แม้ผลของเออร์เมียสจะยังไม่ออกมาเป็นรูปเป็นร่าง แต่อย่างน้อย ก็เป็นอีกหนึ่งความหวังคิดว่าน่าจะเป็นไปได้

ถ้างานนี้สำเร็จ จะเป็นคุณูปการใหญ่หลวง ต่อโลกและมวลมนุษยชาติ

“ใครจะรู้คําตอบสำหรับความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดบางอย่างอาจมาจากสิ่งที่เล็กที่สุดก็เป็นได้”