อะไรทำให้มนุษย์เรามีความแตกต่างจากลิงชิมแปนซี ? นักวิัจัยจาก European Molecular Biology Laboratory’s European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) ได้เข้าใกล้คำตอบดังกล่าวมากยิ่งขึ้น หลังจากที่มีการค้นพบข้อผิดพลาด ของเครื่องมือที่ใช้ในการเปรียบเทียบลำดับของรหัสพันธุกรรม เพื่อหาความสัมพันธุ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน และได้พัฒนาเครื่องมือตัวใหม่ ซึ่งแก้ไขข้อผิดพลาด และเพิ่มความเข้าใจในทฤษฏีวิวัฒนาการมากยิ่งขึ้น

เนื่องจากการวิวัฒนาการเกิดขึ้นอย่างช้าๆ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถศึกษาโดยการสังเกตได้โดยตรง และก็เป็นสาเหตุสำคัญ ที่ทำให้ต้องเรียนรู้กลไกการวิวัฒนาการ และความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด โดยอาศัยการการเปรียบเทียบรหัสพันธุกรรม

การเปลี่ยนของรหัสพันธุกรรมเพียงไม่กี่ตัว ก็สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ ไปจนถึงรุ่นลูกหลานได้ รหัสพันธุกรรมสามารถถูกแทนที่, สูญหาย, หรือถูกเพิ่มลงไป ซึ่งการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ทำให้โครงสร้างและการทำงาน ของยีนและโปรตีนเปลี่ยนแปลงไป และก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ๆ ขึ้นมาบนโลก การเรียนรู้การเปลี่ยนแปลงดังกล่าว เป็นการเปิดเผยความเข้าใจในวิวัฒนาการ

การเปรียบเทียบหลายลำดับ เริ่มต้นโดยการเรียงตำแหน่งของลำดับพันธุกรรม ลำดับของรหัสพันธุกรรมที่มีบรรพบุรุษร่วมกัน จะมีตัวอักษรเหมือนกัน ในขณะที่ลำดับที่มีการเพิ่มหรือสูญหาย จะถูกทำเครื่องหมายเป็นช่องว่าง กระบวนการเปรียบเทียบจะใช้พลังในการคำนวนสูงมาก การเปรียบเทียบจะเกิดข้อผิดพลาดขึ้น เมื่อมีลำดับพันธุกรรมที่ใช้เปรียบเทียบเกิดมีการเพิ่ม ในขณะที่ลำดับพันธุกรรมอีกอันเกิดมีการสูญหาย วิธีการแบบเดิมไม่สามารถแก้ไขปัญหาดังกล่าวได้ และำนำไปสู่ข้อบกพร่องในการเข้าใจทฤษฏีวิวัฒนาการ

วิธีการแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิจัยได้ใช้วิธีการ นำรหัสพันธุกรรมที่มีปัญหา ไปเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตที่มีรหัสพันธุกรรมใกล้เคียงกัน เช่น ถ้ากำลังเปรียบเทียบรหัสพันธุกรรมระหว่างมนุษย์กับลิงชิมแปนซีอยู่ แล้วเจอลำดับที่ไม่สามารถตัดสินได้ว่ามีการเพิ่มหรือสูญหาย เครื่องมือที่ได้รับการพัฒนามาใหม่ ก็จะไปเรียกข้อมูลที่เหมือนกันของสิ่งมีชีวิตที่ใกล้เคียงที่สุด เช่น กอริลลาหรือค่าง ถ้าเกิดมีช่องว่างเหมือนกับลิงชิมแพนซี ก็แสดงว่ารหัสพันธุกรรมของมนุษย์มีการเพิ่มขึ้นมา

ผลจากวิธีการใหม่ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า การเพิมของรหัสพันธุกรรมมีโอกาสเกิดขึ้นได้มากกว่าที่เคยคิดไว้ ในขณะที่การสูญหายของรหัสพันธุกรรมก็มีค่ามากเกินไปจากวิธีแบบเก่า

ที่มา - EurekAlert

นักวิทยาศาสตร์ได้ยืนยันเป็นครั้งแรก ว่าสารพันธุกรรมตั้งต้นของสิ่งมีชีวิต ซึ่งพบอยู่ในชิ้นส่วนของอุกาบาต มาจากนอกโลก การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของดีเอ็นเอและอาเอ็นเอ เริ่มต้นมาจากดาวดวงอื่น การค้นพบครั้งนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Earth and Planetary Science Letters

นักวิจัยทั้งจากยุโรปและสหรัฐ ต่างมีหลักฐานในการสนับสนุนงานวิจัยชิ้นนี้ โดยเฉพาะโมเลกุลของ ยูเรซิล (Uracil) และแซนทิน (Xanthine) ซึ่งทั้งคู่ต่างเป็นโมเลกุลตั้งต้น ในการสร้างดีเอ็นเอและอาเอ็นเอ หรือที่รู้จักกันในชื่อ นิวคลีโอเบส (Nucleobases) โดยที่ทั้ืงสองโมเลกุล ถูกค้นพบในขิ้นส่วนของอุกาบาตที่ชื่อ Murchison ซึ่งตกที่ออสเตรเลียเมื่อปี 1969

จากการทดสอบ นักวิทยาศาสตร์พบโมเลกุลของคาร์บอนหนัก ซึ่งจะพบได้เฉพาะในอวกาศเท่านั้น ซึ่งต่างจากบนโลกที่จะมีเพียงคาร์บอนขนาดเบาเท่านั้น

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอิมพีเรียล (Imperial College) ได้รายงานว่า ยังมีหลักฐานอื่นๆ ที่สามารถอธิบายการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ในระยะเริ่มต้นได้ โดยในช่วง 3.8 ถึง 4.5 พันล้านปีที่แล้ว เป็นช่วงที่มีอุกาบาตตกลงมาบนโลกมาก ซึ่งเป็นช่วงเดียวกับสิ่งมีชีวิตเริ่มต้นขึ้นบนโลก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า สิ่งมีชีวิตในระยะแรก สามารถรับนิวคลีโอเบสจากอุกาบาต มาใช้เป็นรหัสพันธุกรรม และส่งผ่านความสามารถต่างๆ ไปยังรุ่นถัดไปได้

งานวิจัยชิ้นนี้ ถือเป็นก้าวสำคัญ ในการนำไปสู่ความเข้าใจการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิต

ข้อมูลเพิ่มเติม ยูเรซิน, แซนทิน

ที่มา - Physorg

นักวิจัยจากสหรัฐ ได้ทำการสร้างคอมพิวเตอร์ที่มีชีวิตขึ้นมาเป็นครั้งแรก โดยการปรับเปลี่ยนกลไกพันธุกรรมของแบคทีเรียชนิดหนึ่ง งานวิจัยชิ้นนี้ ยังเป็นการเปิดประตู ไปสู่การประยุกต์ใช้งานต่างๆ มากมาย เช่น การเก็บข้อมูล หรือเครื่องมือที่ใช้ในการปรับแต่งยีน

ทีมนักวิจัย โดยความร่วมมือของ ภาควิชาชีววิทยาและภาควิชาคณิตศาสตร์ ของ Davidson College, North Carolina และ Missouri Western State ได้ทำการเพิ่มยีนให้กับแบคทีเรีย Escherichia ทำให้คอมพิวเตอร์ที่ได้จากแบคทีเรียชนิดนี้ สามารถแก้ปริศนาคลาสสิกของคณิตศาสตร์ ที่มีชื่อว่า burnt pancake ได้

ปัญหา burnt pancake จะเป็นกลุ่มของแพนเค้กขนาดต่างๆ วางซ้อนกันอยู่ โดยจะมีด้านที่สุกและด้านที่ไหม้อยู่ เป้าหมายของปัญหาดังกล่าว คือ จัดเรียงให้แพนเค้กชิ้นที่ใหญ่สุดอยู่ด้านล่าง โดยด้านที่ไหม้ต้องคว่ำอยู่ โดยพลิกแพนเค้กให้น้อยที่สุด

ข้อดีของคอมพิวเตอร์ที่สร้างจากแบคทีเรีย ที่เหนือกว่าคอมพิวเตอร์แบบเดิมๆ ก็คือ ในหลอดการทดลอง 1 หลอด สามารถบรรจุแบคทีเรียที่ได้รับการตัดต่อพันธุกรรมได้หลายล้านตัว ซึ่งแต่ละตัวสามารถทำงานร่วมกันแบบขนานได้ นอกจากนี้ยังประหยัดเนื้อที่และมีราคาที่ต่ำ

ที่มา - Physorg

นักวิทยาศาสตร์ จาก City of Hope ร่วมมือกับ หน่วยงานสาธารณสุขของแคลิฟอร์เนีย ได้ทำการพัฒนาวิธีวิเคราะห์ที่ได้ผลอย่างรวดเร็ว สำหรับการตรวจสอบสารพิษ โบทูลินัม (Botulinum) ซึ่งเป็นที่รู้กันว่า เป็นสารพิษที่อันตรายที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยรู้จักกันมา และยังเป็นสารพิษที่คาดกันว่าจะถูกนำมาใช้ในการก่อการร้ายทางชีวภาพอีกด้วย

โบทูลินัม เป็นสารพิษที่ได้มาจากเชื้อแบคทีเรีย Chostridium ซึ่งสารพิษดังกล่าว จะออกฤทธิ์ยับยังกระแสประสาท ทำให้เกิดอัมพาตทั่วทั้งตัว และในที่สุดก็ทำให้ถึงแก่ความตาย

โบทูลินัม สามารถเข้าสู่ร่างกายโดยการรับประทานอาหารที่มีการปนเปื้อนเชื้อแบคทีเรียดังกล่าว, จากบาดแผลติดเชื้อ ซึ่งข้อมูลจาศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคระบาด ได้ระบุว่า โบทูลินัม เป็นหนึ่งในหกสารพิษ ที่มีโอกาสนำมาใช้ในการก่อการร้ายทางชีิวภาพมากทีุ่สุด ทั้งนี้เนื่องจากสามารถผลิตและขนย้ายได้ง่าย โดยโบทูลินัมเพียง 1 กรัม ก็สามารถทำให้มีผู้เสียชีวิตได้มากกว่า 1 ล้านคน

วิธีการทดสอบแบบใหม่ที่ได้รับการพัฒนาขึ้น ใช้เวลาในการตรวจสอบน้อยกว่าวิธีเดิมๆ และยังมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงมากกว่าอีกด้วย ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้งานได้มากมาย เช่น การปรับปรุงกระบวนการผลิตอาหาร, เพิ่มความเร็วและปรับปรุงการวินิจฉัยโรค และสิ่งที่สำคัญที่สุดซึ่งเป็นเป้าหมายหลักในการวิจัย นั่นก็คือ การป้องกันการจู่โจมจากการก่อการร้าย

กระบวนการวิเคราะห์ดังกล่าว ประกอบด้วยทรงกลมคล้ายๆ ลูกปัดที่มีขนาดเล็กมากๆ ร่วมกับการใช้สารเคมีที่มีความไวแสงสูง ที่สามารถเรืองแสงได้ภายในรังสีอุลตราไวโอเล็ต โดยทรงกลมดังกล่าว จะถูกเคลือบด้วย Antibody และผสมกับ ตัวอย่างที่ต้องการทดสอบซึ่งถูกทำให้กลายเป็นของเหลว ซึ่ง Antibody ดังกล่าว จะทำปฏิิกิริยา และทำให้เกิดการเรืองแสงภายใต้รังสีอุลตราไวโอเล็ต

วิธีการดังกล่าว สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับการตรวจโรคระบาดอื่นๆ ซึ่งทางนักวิจัยพยายามที่จะพัฒนาให้สามารถดังกล่าวให้เพิ่มมากขึ้น

ที่มา - EurekaAlert

นายแพทย์ Gaddum Duemani Reddy นักวิจัยจาก Baylor College of Medicine ได้ใช้เทคนิคใหม่ โดยประยุกต์การใช้แสงเลเซอร์ที่มีความเร็วสูง ร่วมกับ กล้องจุลทรรศน์แบบพิเศษ ในการดูเนื้อเยื่อในมุมมองต่างๆ ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์ สามารถที่จะใช้เทคนิคดังกล่าว ในการดูเซลล์ประสาทโดยภาพที่เห็นเป็นแบบสามมิติ

กล้องจุลทรรศน์โดยทั่วไป ภาพที่ได้จะเป็นแบบสองมิติเท่านั้น หากต้องการที่จะมองภาพในหลายๆ ระนาบ ก็ต้องใช้การปรับวัตถุที่กำลังมองอยู่ หรือไม่ก็ใช้การย้ายเลนส์ใกล้วัตถุในมุมต่างๆ ซึ่งวิธีการดังกล่าวเป็นวิธีการที่ไม่สะดวก และต้องใช้เวลาพอสมควร ซึ่งไม่เพียงพอกับการดูกระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ ที่มักจะเกิดอยู่ในระดับมิลลิวินาที

เพื่อที่จะแก้ปัญหาดังกล่าว นายแพทย์ Gaddum ได้พัฒนา แสงเลเซอร์ที่มีความไวสูง ที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ในระนาบสามมิติ แล้วก็ทำการปรับปรุง ให้สามารถใช้งานกับกล้องจุลทรรศน์โฟตอนได้ ซึ่งการปรับปรุงดังกล่าว ทำให้นักวิทยาศาสตร์ สามารถเห็นการทำงานของเซลล์ประสาดได้ในสามมิติ

อย่างไรก็ตาม เทคนิคดังกล่าวยังต้องได้รับการปรับปรุงอีกพอสมควร เนื่องจากในปัจจุบัน ยังสามารถใช้งานได้กับเซลล์ประสาทแบบเดี่ยวเท่านั้น ซึ่งในอนาคต ทางผู้พัฒนาต้องการพัฒนา ให้สามารถใช้งานได้กับกลุ่มของเซลล์ประสาท ซึ่งทำให้เราสามารถเห็นการตอบสนอง ระหว่างเซลล์ประสาทด้วยกันในแบบสามมิติ

เทคนิคดังกล่าว ได้รับการตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature Neuroscience

ที่มา - EurekAlert

หนังสือพิมพ์ The Guardian ได้รายงานถึงผลกระทบ ของสินค้าที่บรรจุหีบห่อโดยใช้พลาสติกชีวภาพ ซึ่งในปัจจุึบันเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลายในซุปเปอร์มาเก็ต อาจสร้างปัญหาให้กับธรรมชาติ และก่อให้เกิดวิกฤติทางด้านอาหาร

จากผลการศึกษาพบกว่า พลาสติกชีวภาพส่วนใหญ่ต้องการอุนหภูมิที่สูงมากในการย่อยสลาย, ไม่สามารถรีไซเคิล นอกจากนี้ยังต้องใช้พื้นที่จำนวนมาก ในการปลูกพืชที่นำมาเป็นวัสดุในการผลิตพลาสติกชีวภาพ และผลกระทบที่ตามมาก็คือ ภาวะการขาดแคลนอาหาร เหมือนที่กำลังเกิดขึ้นในปัจจุบัน

ที่มา - Physorg

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาล้ยบราวน์ (Brown University) ได้ทำการทดลอง ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ความหลากหลายทางชีวภาพ มีผลต่อความสามารถในการผลิต ของระบบนิเวศ มากกว่าที่เราคิดกัน

ผลการทดลองที่ได้จากระบบนิเวศวิทยาเทียม (Artificial ecosystems) ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า ระบบนิเวศที่มีความหลากหลายทางชีวภาพมากกว่า จะให้ผลผลิตต่างๆ ที่ได้จากพืชสูงกว่า เช่น ชีวมวล (Biomass)

ในทางกลับกัน การสูญพันธุ์ของพืชในระบบหนึ่งๆ ส่งผลลบเป็นอย่างมากต่อระบบนิเวศ โดยเฉพาะความสามามารถในการดูดซึมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเกี่ยวพันกับสภาวะโลกร้อน โดยทีมนักวิจัยได้กล่าวว่า “เราไม่เพียงแต่ปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ สู่ชั้นบรรยากาศ แต่เรายังไปรบกวนความสามารถของระบบนิเวศ ในการดูดซึมและกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์”

การทดลองดังกล่าว ได้เก็บข้อมูลการทดลองตั้งแต่ ปี 2002 จนถึงปัจจุบัน โดยทดลองบริเวณทุ่งหญ้ากว้าง ณ เทือกเขาแอนดีส ประเทศอาร์เจนตินา โดยแบ่งพื้นที่ออกเป็น 90 จุด ในแต่ละจุดมีหญ้าต่างกัน 3 ชนิด และไม้พุ่มเตี้ย 3 ชนิด หลังจากนั้นก็ทำการลดจำนวนพืชในแต่ละจุดลง แล้วทำการวัดความสามารถในการผลิตในบริเวณนั้นๆ

ที่มา - Physorg

หลายคนในที่นี้ อาจจะเคยได้ยินกันมาว่า สัตว์ในปัจจุบัน ที่มีสายพันธุ์ใกล้เคียงกับเจ้าทีเร็กซ์มากที่สุด น่าจะเป็นสัตว์เลื้อยคลาน อย่างพวกจระเข้หรือกิ้งก่า แต่ผลจากการวิเคราะห์โมเลกุลครั้งล่าสุดของนักวิทยาศาสตร์ อาจทำให้ความเชื่อนี้ถูกสั่นคลอน

ทีมนักวิจัย ได้ทำการวิเคราะห์เปปไทด์และกรดอะมิโน ที่ได้จากคอลลาเจนบริเวณกระดูกข้อต่อของเจ้าทีเร็กซ์ ผลที่ได้จากการวิเคราห์ก็คือ เจ้าทีเร็กซ์ มีบรรพบุรุษที่น่าจะอยู่ระหว่าง จระเข้, ไก่, และนกกระจอกเทศ แต่มีแนวโน้มที่จะมีความใกล้ชิดกับสัตว์ปีก มากกว่าสัตว์เลื้อยคลาน

โปรตีนของเจ้าทีเร็กซ์ ที่ได้นำมาศึกษา ได้มาจาก ซากฟอสซิลกระดูกโคนขา ที่ถูกค้นพบในปี 2003 โดยมีเนื้อเยื่อบางๆ ติดอยู่กับกระดูกบริเวณนั้น

ที่มา - Physorg

PETA (People for Ethical Treatment of Animal) ซึ่งเป็นองค์กรพิทักษ์สิทธิของสัตว์ต่างๆ ได้ยื่นข้อเสนอล่อใจแก่นักวิทยาศาสตร์ จำนวน 1 ล้านเหรียญสหรัฐ สำหรับผู้ที่ประสบความสำเร็จในการผลิตเนื้อสัตว์จากสเต็มเซลล์ ในระดับห้องปฏิบัติการ

PETA ได้กล่าวว่า สัตว์ต่างๆ จำนวนกว่า 4 หมื่นล้านตัว ในสหรัฐ ได้ถูกฆ่าในแต่ละปี เพื่อนำมาเป็นอาหารใช้ในการบริโภค, ไก่ถูกเสริมฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโต, หมูถูกขุนให้อ้วนจนไม่สามารถเดินได้, ปลาถูกแล่ออกเป็นชิ้นๆ ในขณะที่ยังไม่ตาย ทั้งหมดนี้เพื่อตอบสนองความต้องการของชาวสหรัฐเพียงอย่างเดียว

ทางกลุ่มได้กล่าวอีกว่า การสร้างเนื้อสัตว์เทียมในห้องทดลอง จะเป็นการลดผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม ที่อุตสาหกรรมเกี่ยวกับเนื้อสัตว์ได้สร้างขึ้น

รายละิเอียดสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจ ทางกลุ่มได้ระบุรายละเอียดดังนี้

• รางวัล 1 ล้านเหรียญ สำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่สามารถผลิตเนื้อไก่สังเคราะห์ได้สำเร็จ และสามารถวางตลาดขายได้ภายในเดือน มิุถุนายน 2012
• เนื้อไก่ที่ได้ ต้องมีรสชาติและลักษณะเหมือนเนื้อไก่แท้ๆ ทุกประการ
• ต้องสามารถผลิตได้ในเชิงพาณิชย์ และสามารถแข่งขันทางด้านราคาในท้องตลาดได้ อย่างน้อยใน 10 รัฐ

นี่ถ้าไม่จำกัดว่าต้องเป็นเนื้อสัตว์สังเคราะห์ ประเทศไทยก็น่าจะส่งพวกอาหารเจ ไปแข่งบ้างนะ

ที่มา Physorg

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอิลินอยส์ (Illinois University) ประสบความสำเร็จในการพัฒนา แบบจำลองในการสังเคราะห์แสง ซึ่งถือเป็นแบบจำลองแรก ที่สามารถจำลองขั้นตอนในการสังเคราะห์แสงได้ทั้งหมด
การสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) เป็นการเปลีย่นพลังงานจากแสงอาทิตย์ ให้กลายเป็นพลังงานเคมี ซึ่งสามารถพบได้ในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น พืช, สาหร่าย และแบคทีเรียบางชนิด

ในการสังเคราะห์แสงของพืช เกี่ยวพันกับการเกิดปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด ซึ่งต้องการ เอนไซม์ของโปรตีนจำนวนหนึ่ง และองค์ประกอบทางเคมีอีกหลายชนิด ซึ่งการสังเคราะห์แสงส่วนใหญ่ จะเกิดขึ้นที่ใบของพืช

เราไม่สามารถใช้การทดลองจำนวนมาก มาใช้วิเคราะห์ขั้นตอนการสังเคราะห์แสงทั้งหมดได้ เนื่องจากมีโปรตีนกว่า 100 ชนิดที่เกี่ยวข้อง การทดสอบโปรตีนแต่ละตัว ต้องใช้เวลาและเงินเป็นจำนวนมาก

นักวิจัยจึงสร้างแบบจำลองในการสังคราะห์แสงขึ้นมา ซึ่งสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมได้ ซึ่งแบบจำลองดังกล่าวมีความซับซ้อนในการคำนวณมาก จนถึงขั้นต้องใช้ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ในการประมวลผล

จากแบบจำลองที่ซับซ้อน ทำให้นักวิจัยสามารถทดสอบการเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเคราะห์ โดยสมมุติให้ปริมาณไนโตรเจนคงที่ แล้วให้แบบจำลองค้นหาโปรตีน ที่มีผลต่อการเพิ่มผลผลิตที่ได้จากการสังคราะห์แสง ซึ่งจากแบบจำลอง นักวิจัยค้นพบว่าการเพิ่มโปรตีนบางชนิด ทำให้ผลิตที่ได้จากการสังเคราะห์แสงมีปริมาณมากขึ้น

ที่มา - ScienceDaily