2. การพัฒนาสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมทำได้อย่างไร

การพัฒนาสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม สามารถทำได้โดยวิธีที่เรียกว่า พันธุวิศวกรรม โดยจะยกตัวอย่างของการพัฒนา พืชดัดแปลงพันธุกรรม ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมที่มีการยอมรับให้ปลูกในทางการค้าได้ในปัจจุบัน (บางชนิดและบางพันธุ์)

จากภาพข้างบน พอจะแสดงให้เห็นอย่างง่ายๆ เกี่ยวกับวิธีพันธุวิศวกรรม ที่จะใช้ในการพัฒนาพืชดัดแปลงพันธุกรรม ในกรณีนี้ คือข้าวโพด โดยจะเริ่มตั้งแต่ การค้นหาสิ่งมีชีวิตที่มียีนที่ต้องการ ในกรณีนี้คือแบคทีเรีย (Bacteria) จากนั้นทำ การแยกดีเอ็นเอ (สารพันธุกรรม) (2) เมื่อได้ยีนก็นำมา เพิ่มจำนวนยีน (3) ก่อนที่จะมีการนำยีนที่ต้องการนั้นถ่ายฝากลงไปในข้าวโพด จะต้องทำ การจัดชุดของยีน (4) หลังจากนั้นจึงทำ การถ่ายฝากเข้าไปในเซลล์ข้าวโพด และเพาะเลี้ยงเซลล์นั้นให้เป็นข้าวโพดต้นใหม่ (5) ข้าวโพดต้นใหม่ที่ได้จะมียีน จากสิ่งมีชีวิตอื่นที่ต้องการให้แสดงออกในต้นข้าวโพดอยู่ด้วย ซึ่งขั้นตอนต่อมาจะต้องนำเข้าสู่ กระบวนการปรับปรุงพันธุ์ตามปกติ จนได้เป็นพืชดัดแปลงพันธุกรรม

จะเห็นได้ว่า วิธีพันธุวิศวกรรม มีความแตกต่างจากการดัดแปลงยีนด้วยวิธีการปกติ โดยแทนที่จะให้มีการผสมพันธุ์กันเองตามธรรมชาติ หรือมนุษย์ช่วยผสม เราก็เพียงแต่หาเฉพาะยีนที่ต้องการจากไหนก็ได้ นำมาใส่ในเซลล์พืช ทำให้ การพัฒนาพันธุ์มีความจำเพาะเจาะจงมากขึ้น และใช้เวลาสั้นขึ้น แต่ก็มีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการปรับปรุงพันธุ์ด้วยวิธีปกติ

จุดสำคัญที่จะต้องทำความเข้าใจเพิ่มเติมคือ การจัดชุดของยีนที่ถ่ายฝาก ดังแสดงให้เห็นได้ในภาพด้านบน ยีนที่ถ่ายฝาก (transgene) เป็นยีนที่ต้องการให้แสดงลักษณะนั้นๆ ในพืช ซึ่งจะไม่แสดงออกหรือไม่ทำงาน ถ้าไม่มี ยีนที่สั่งให้เริ่มต้นทำงาน หรือ promoter gene โดยทั่วไปจะใช้ 35S promoter ซึ่งได้มาจาก Cauliflower mosaic virus เมื่อยีนถ่ายฝากทำงานไปได้จุดหนึ่ง ก็จะต้องมี ยีนอีกตัวหนึ่งที่บอกว่า หยุดทำงานได้แล้ว (termination sequence) โดยทั่วไปก็จะใช้ NOS 3’ terminator ซึ่งมาจากแบคทีเรียที่ชื่อว่า Agrobacterium tumefaciens ยีนที่สำคัญอีกตัวหนึ่งที่ขาดไม่ได้ คือยีนที่เรียกว่า marker gene หรือยีนเครื่องหมาย ที่ผ่าน มาใช้ยีน npt II ซึ่งได้มาจาก E. coli เป็นยีนที่ใช้เพื่อจำแนกให้เห็นว่า มีเซลล์ไหนบ้างที่ได้รับการถ่ายฝากสำเร็จ ยีนนี้จะแสดงความต้านทาน สารปฏิชีวนะ kanamycin เพราะฉะนั้น เซลล์ที่ฝากถ่ายไม่สำเร็จก็จะตาย เนื่องจากไม่มียีนต้านทานสารปฏิชีวนะดังกล่าว เซลล์ที่ถ่ายฝากสำเร็จ ก็จะไม่ตาย และจะเจริญเติบโตเป็นต้นพืชที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม

สำหรับ ยีนที่ถ่ายฝาก ก็เป็นยีนที่นำมาจากสิ่งมีชีวิตอื่นเช่นกัน ซึ่งพอยกตัวอย่างให้เห็นได้ดังนี้

ชนิดพืช	ชื่อพันธุ์	รหัสยีน	ได้มาจาก	ลักษณะที่แสดงออก
	MON531	cry1A(c)	Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki HD-73	ต้านทานต่อแมลงศัตรูที่มีความจำเพาะเจาะจงในกลุ่มของหนอนผีเสื้อและผีเสื้อกลางคืน
	GTS 40-3-2	EPSPS	Agrobacterium tumefaciens (CP4)	ทนทานสารเคมีกำจัดวัชพืชไกลด์โฟเสท
	Event 176	cry1A(b)	Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki	ต้านทานต่อแมลงศัตรูที่มีความจำเพาะเจาะจงในกลุ่มของหนอนผีเสื้อและผีเสื้อกลางคืน

ยีนดังที่กล่าวมาเมื่อถ่ายฝากเข้าไปในพืช จะทำให้พืชแสดงลักษณะที่ต้องการ แต่ ลักษณะอื่นๆ ของพืชจะไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งจะพบว่า ลักษณะภายนอกในพืชปกติกับพืชดัดแปรพันธุกรรมจะไม่มีความแตกต่างกัน แต่จะแตกต่างเฉพาะในลักษณะที่ถ่ายฝากเท่านั้น เช่น ลักษณะที่ต้านทานต่อหนอนเจาะลำต้นข้าวโพด เป็นต้น ในภาพข้างล่าง ข้าวโพดด้านซ้ายมือจะเป็นข้าวโพดดัดแปลงพันธุกรรม ส่วนด้านขวามือจะเป็นข้าวโพดปกติ ซึ่งถ้าไม่โดนหนอนเจาะลำต้นทำลายก็จะไม่พบว่ามีความแตกต่างกัน