สารพันธุกรรมของไวรัสเป็นไปได้ทั้ง DNA หรือ RNA นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ความแตกต่างนี้แยกไวรัสออกเป็นประเภทได้โดยคร่าวๆ แต่เส้นแบ่งนี้ก็ดูจะกลายเป็นเส้นเบลอไปเสียแล้ว เมื่อนักวิจัยแห่ง Portland State University ได้แก่ Geoffrey Diemer และ Kenneth Stedman ค้นพบไวรัสสายพันธุ์ใหม่ที่คาดว่าน่าจะเป็นลูกผสมของไวรัส DNA และไวรัส RNA

นักวิจัยทั้งสองวิเคราะห์ลำดับเบสจากข้อมูลจีโนมของไวรัสในทะเลสาบ Boiling Springs Lake ในอุทยานแห่งชาติ Lassen ทางตอนเหนือของรัฐแคลิฟอร์เนีย ทะเลสาบแห่งนี้เป็นบ่อน้ำพุร้อนที่เต็มไปด้วยแบคทีเรียและไวรัส

ปรากฏว่าพวกเขาได้เจอเข้ากับลำดับเบสแปลกๆ ของไวรัส DNA สายพันธุ์หนึ่งที่มีทั้งลำดับเบสที่ควบคุมการสร้างโปรตีนของไวรัส DNA และไวรัส RNA นี่เป็นครั้งแรกที่วงการวิทยาศาสตร์พบเรื่องแปลกประหลาดเช่นนี้ในไวรัส

คนเดินป่าคงรู้จักคุ้นเคยกับทากดูดเลือดเป็นอย่างดี แต่หลังจากที่เห็นเพื่อนร่วมคณะเดินป่าโดนทากกัด Mads Bertelsen แห่ง Copenhagen Zoo ก็เกิดไอเดียใหม่ในการใช้ประโยชน์จากเจ้าทากดูดเลือดตัวน้อย เขาได้ร่วมมือกับ Thomas Gilbert แห่ง Centre for GeoGenetics ของ University of Copenhagen ทำการทดลองเพื่อดูว่าเราสามารถที่จะตรวจสอบหา DNA ของสัตว์เจ้าของเลือดที่โดนทากดูดเลือดกินได้หรือไม่

พวกเขาทดลองโดยใช้ปลิง Hirudo sp. ที่ใช้ในวงการแพทย์ ปลิงจะถูกล่อให้กินเลือดแพะที่บรรจุอยู่ในถุงยางอุ่นๆ หลังจากนั้นปลิงก็จะถูกฆ่าและสกัดเอาเลือดมาวิเคราะห์ DNA เป็นช่วงๆ

ผลปรากฏว่า พวกเขาสามารถตรวจสอบพบร่องรอย DNA ของแพะ แม้เวลาจะผ่านไปนานถึงสี่เดือน!

ทีมนักวิจัยร่วมจาก Nascentis Centre for Reproductive Medicine ในอาร์เจนตินา และ Eastern Virginia Medical School ของสหรัฐอเมริกา ทดลองพบว่าการเปิดสัญญาณ Wi-Fi ใกล้สเปิร์มจะลดความสามารถในการสืบพันธุ์ของสเปิร์ม

การทดลองใช้ตัวอย่างสเปิร์มจากชายสุขภาพดี 29 คน อายุระหว่าง 26-45 ปี ตัวอย่างสเปิร์มจะถูกแยกไว้ในจานทดลองสองกลุ่ม กลุ่มหนึ่งตั้งไว้ในข้างใต้คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊คที่เชื่อมต่อ Wi-Fi ตลอดเวลา อีกกลุ่มตั้งไว้อีกห้องที่ไม่มีคอมพิวเตอร์ อุณหภูมิของทั้งสองกลุ่มถูกควบคุมให้อยู่ที่ 25 องศาเซลเซียสเท่าๆ กัน

หลังจากผ่านไปสี่ชั่วโมง นักวิจัยก็เก็บตัวอย่างอสุจิมาตรวจสอบ ผลปรากฎว่าสเปิร์มกลุ่มที่อยู่ใต้โน๊ตบุ๊ค 25% ไม่ "ว่าย" อย่างกระฉับกระเฉง และสเปิร์ม 9% มีร่องรอยของ DNA ถูกทำลาย เทียบกับตัวอย่างสเปิร์มที่อยู่อีกห้อง มีเพียง 14% เท่านั้นที่ไม่ว่ายและ 3% ที่ DNA ถูกทำลาย

แต่อัตราการตายของสเปิร์มทั้งสองกลุ่มไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย นพ. Henne Holstege แห่ง VU University Medical Center ได้เริ่มโครงการค้นหาความลับทางพันธุกรรมที่ทำให้ผู้หญิงชาวเนเธอร์แลนด์คนหนึ่งมีอายุยืนยาวถึง 115 ปี

ผู้หญิงคนนั้นมีชื่อว่า Hendrikje van Andel-Schipper ผู้ซึ่งเคยได้ครองสถิติคนที่อายุยืนที่สุดในโลกด้วยวัย 115 ปีในปี 2004 และเสียชีวิตในปีเดียวกันด้วยโรคมะเร็งในกระเพาะอาหาร เธอเคยเป็นโรคมะเร็งเต้านมเมื่ออายุได้ 100 ปี แต่นอกนั้นผลการตรวจสุขภาพยืนยันว่าเธอมีสุขภาพแข็งแรงดีทั้งทางร่างกายและสุขภาพจิต ขนาดว่าบิดาของ นพ. Henne Holstege ที่เคยตรวจสมองของเธอในปี 2004 ยังประหลาดใจเลยว่าสมองของเธอไม่มีพบร่องรอยของโรคอัลไซเมอร์หรือความจำเสื่อมอย่างที่คนวัยชราคนอื่นๆ เป็นกัน

นอกจากนี้พี่น้องของเธอก็ล้วนมีอายุเกิน 70 ปีด้วยกันทั้งนั้น แม่ของเธอมีอายุยืนถึง 100 ปี ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อกันว่าพันธุกรรมของ Hendrikje van Andel-Schipper น่าจะมีอะไรซ่อนอยู่

จากผลการวิเคราะห์ชั้นต้น ก็พบว่าจีโนมของ Hendrikje van Andel-Schipper มียีนหายากอยู่หลายตัว แต่ว่า นพ. Henne Holstege ก็ยังไม่กล้ายืนยันว่ายีนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับอายุอันยืนยาวหรือไม่

นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้ทำการวิเคราะห์จีโนมของคนที่มีอายุยืนอีกหลายๆ คน เพื่อที่ว่าสักวันหนึ่ง เราจะสามารถไขความลับของอายุวัฒนะได้ ไม่แน่ว่าในอนาคต อายุ 100 ปีอาจจะเป็นอายุขัยขั้นต่ำของมนุษย์

ที่มา - Medical Xpress

เมื่อก่อนการทำลำดับรหัสจีโนมมนุษย์เป็นเรื่องยากที่ต้องใช้งบวิจัยเป็นร้อยๆ ล้านเหรียญสหรัฐฯ แต่ตอนนี้บริษัทเอกชนหลายรายก็เริ่มมีบริการนี้ในราคาที่พอรับได้แล้ว มีตั้งแต่หลักหมื่นเหรียญสหรัฐฯ ถึงหลักพันหลักร้อยในช่วงโปรโมชั่น (เท่าที่ทราบ ยังไม่มีบริษัทเหล่านี้ในประเทศไทย)

ทีมวิจัยที่นำโดย Emiliano De Cristofaro แห่ง University of California, Irvine ต้องการหาวิธีเอาข้อมูลจีโนมเหล่านี้มาใช้ประโยชน์ในการพิสูจน์ตัวบุคคลหรือความเป็นพ่อแม่โดยที่ลูกค้าไม่จำเป็นต้องเสี่ยงต่อการเปิดเผยข้อมูลจีโนมของตนเอง

ดังนั้นพวกเขาจึงได้พัฒนาวิธีการเข้ารหัสข้อมูลจีโนมแบบ homomorphic encryption ซึ่งข้อมูลที่ถูกเข้ารหัสจะให้ผลเหมือนกับข้อมูลที่ไม่ได้เข้ารหัสในกรณีที่วิเคราะห์ด้วยกระบวนการทางคณิตศาสตร์ที่จำเพาะเจาะจง

แต่ว่าหลังจากการเข้ารหัสแล้วข้อมูลจีโนมของ 1 คนจะมีขนาดประมาณ 3 GB ซึ่งหากเอาข้อมูล 3 GB สองชุดมาวิเคราะห์เปรียบเทียบกันแบบบิตต่อบิตก็คงต้องใช้เวลาประมาณ 10 วัน!

แม้ว่าเวลา 10 วันจะฟังดูพอรับได้สำหรับหลายคน แต่ทีมวิจัยของ Emiliano De Cristofaro ไม่พอใจแค่นั้น พวกเขาจึงใช้วิธีลัดโดยอาศัยหลักการของเทคนิค RFLP (restriction fragment length polymorphism) มาประยุกต์ใช้กับข้อมูลจีโนมที่เข้ารหัสไว้ ด้วยเทคนิคนี้ข้อมูลจีโนมจะถูกตัดตรงตำแหน่งรหัสจำเพาะออกเป็นชิ้นส่วนย่อยๆ จากนั้นข้อมูลย่อยๆ แต่ละชิ้นจากจีโนมทั้งสองชุดก็จะถูกนำมาเทียบกัน

จากผลการทดสอบกับโทรศัพท์ Nokia N900 พบว่าซอฟท์แวร์ที่พัฒนาขึ้นสามารถตรวจสอบความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของคนสองคนได้ภายในเวลาไม่กี่วินาที ผลงานนี้จะถูกสาธิตในงาน ACM Conference on Computer and Communications Security ที่จัดขึ้นสัปดาห์นี้ (17-21 ตุลาคม 2011) ณ ชิคาโก สหรัฐอเมริกา

งานนี้ผมไม่มั่นใจนะว่ามีการทดสอบบนโทรศัพท์สมาร์ทโฟนของค่ายอื่นหรือไม่ แต่เท่าที่เห็นในรายชื่อสปอนเซอร์ของการประชุมรอบนี้ มี Google และ Microsoft อยู่ด้วย (ไม่มี Apple แฮะ...สงสัยไม่ว่าง)

ที่มา - New Scientist

Helicobacter pylori ไม่ใช่ชื่อเฮลิคอปเตอร์รุ่นใหม่ที่กองทัพไทยจะซื้อเอามาร่อนตกเล่นที่ไหนอีก แต่เป็นชื่อของแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในกระเพาะอาหารของมนุษย์ แบคทีเรียตัวนี้เป็นสาเหตุหลักของโรคกระเพาะและมะเร็งในกระเพาะอาหาร (gastric cancer)

ทีมวิจัยที่นำโดย ศ. Anne Müller และ ศ. Massimo Lopes แห่งมหาวิทยาลัยซูริค ได้ค้นพบว่าวิธีเบื้องหลังที่แบคทีเรีย H. pylori ใช้ชักจูงเซลล์ดีๆ ให้แปรพักตร์กลายเป็นเซลล์มะเร็ง คือ H. pylori สามารถทำลาย DNA ของเซลล์ที่มันเข้าไปสิงอาศัยอยู่ได้

การทดลองครั้งนี้ทำกับเซลล์มนุษย์และเซลล์สัตว์ในหลอดทดลอง (in vitro) ความเสียหายของ DNA อาจมากถึงขั้นที่ว่า DNA ทั้งสองสายในเกลียวคู่แตกหักจนไม่สามารถซ่อมแซมได้ ทีมวิจัยนี้ได้ข้อสรุปจากผลการทดลองว่าอัตราความถี่และความรุนแรงของความเสียหายขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและระยะเวลาของการติดเชื้อแบคทีเรีย

เซลล์ที่ DNA ถูกทำลายอย่างหนักมีชะตาชีวิตให้เลือกไม่กี่ทาง ถ้าไม่ตายหรือก็กลายพันธุ์ไปเป็นเซลล์มะเร็ง ผลการทดลองนี้ก็สอดคล้องกับผลการวิจัยก่อนหน้าที่ชี้ให้เห็นว่าจีโนมของเซลล์มะเร็งกระเพาะอาหารนั้นไม่เสถียร มีอัตรากลายพันธุ์ค่อนข้างสูง

ที่มา - Medical Xpress

ตั้งแต่เมื่อ 50 กว่าปีมาแล้ว นักวิทยาศาสตร์พบหน่วยประกอบพื้นฐานของ DNA ปรากฏอยู่บนอุกกาบาตหลายชิ้น แต่ก็ไม่มีใครแน่ใจว่าสิ่งที่พวกเขาเจอเป็นของที่อุกกาบาตพามาจากอวกาศจริงๆ หรือเป็นแค่สิ่งปนเปื้อนหลังจากอุกกาบาตตกลงถึงพื้นโลก

ทีมวิจัยที่นำโดย Michael Callahan แห่ง Goddard Space Flight Center ของ NASA ได้ตรวจสอบอุกกาบาตทั้งหมด 12 ชิ้น และพบว่าพวกเขาได้เจอหลักฐานชั้นสุดยอดที่ยืนยันว่าหน่วยประกอบพื้นฐานของ DNA มาจากอวกาศจริง

ข้อมูลพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ถูกเก็บอยู่ในรูปของรหัสเบส 3 ตัวอักษรบนสาย DNA หรือ RNA ที่เรียกกันว่า "codon" โดยแต่ละ codon ก็จะแทนความหมายถึงกรดอะมิโนตามธรรมชาติทั้ง 20 ตัว ลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตก็ถูกบงการโดยโปรตีนที่ถอดรหัสมาจากรหัสเหล่านี้

ในทุกวันนี้ สิ่งที่พันธุวิศวกรรมทำก็เพียงแค่ตัดต่อหรือเพิ่มลดยีนเท่านั้น การแปลรหัสยังคงอยู่บนพื้นฐานตามธรรมชาติ แต่ทีมวิจัยที่นำโดย Farren Isaacs แห่ง Yale University ได้คิดค้นเทคนิคใหม่ในการ "แฮ็ก" รหัสแห่งชีวิตที่เปิดช่องทางให้การแปลรหัสรูปแบบใหม่และอาจจะนำไปสู่การผลิตโปรตีนจากกรดอะมิโนสังเคราะห์ที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ

เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ปีนี้ เพิ่งจะมีข่าวไปว่าพบ DNA มนุษย์ปนเปื้อนไปทั่วข้อมูลจีโนมของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด พอมาถึงกลางปี นักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มก็พบว่าข้อมูลจีโนมมนุษย์ที่ใช้กันอยู่ก็ไม่ได้บริสุทธิ์ผุดผ่องเท่าไรนัก

Bill Langdon แห่ง University College London และ Matthew Arno แห่ง Kings College London ได้ค้นพบว่า รหัสพันธุกรรมบนชิป DNA ที่สร้างมาจากจีโนมมนุษย์ มี DNA ของแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่เรียกว่า "ไมโคพลาสมา" (mycoplasma) อยู่

ไมโคพลาสมาขึ้นชื่ออยู่แล้วด้านการเป็นตัวปนเปื้อนในห้องทดลอง แต่การค้นพบ DNA ปนเปื้อนในฐานข้อมูลจีโนมของมนุษย์ได้เปิดตำนานใหม่ของไมโคพลาสมาเลยทีเดียว เพราะเมื่อนักวิจัยทั่วโลกซื้อเอาชิป DNA ที่ดึงข้อมูลจากฐานข้อมูลจีโนมปนเปื้อนมาใช้ ก็จะมีโอกาสตัดต่อเอายีนของไมโคพลาสมาลงไปในเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ด้วย Bill Langdon และ Matthew Arno เรียกการแพร่ยีนลักษณะนี้ว่า "การติดเชื้อเสมือน" (virtual infection) เพราะการแพร่ยีนไม่ได้เกิดจากไมโคพลาสมาโดยตรง แต่เป็นการส่งผ่านลักษณะพันธุกรรมโดยอ้อมผ่านทางแผ่นชิปซิลิกอน (in silico)

นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่าหากการส่งผ่านยีนลักษณะนี้ยังดำเนินต่อไป การติดเชื้อเสมือนก็อาจนำไปสู่ "วิวัฒนาการเสมือน" (virtual evolution) ขึ้นมาก็ได้ และถ้าวิวัฒนาการเสมือนเกิดขึ้นจริง ผลกระทบจะเป็นอย่างไรก็สุดจะคาดเดา

บทความวิจัยเผยแพร่อยู่ที่ arxiv.org/abs/1106.4192

ที่มา - Technology Review

แนวคิดการเอา DNA มาทำคอมพิวเตอร์นั้นถูกเสนอขึ้นครั้งแรกในปี 1994 โดย Leonard Adelman เพื่อแก้ปัญหา "travelling salesman problem" (หาเส้นทางที่สั้นที่สุดในการลากเชื่อมจุด) และในปี 2006 ทีมวิจัยที่นำโดย Erik Winfree แห่ง Caltech ก็ได้เคยสร้างวงจรคอมพิวเตอร์ที่ประกอบด้วย DNA ถึง 12 สายมาแล้ว แต่ว่าวงจรนั้นช้าเกินกว่าจะคำนวณอะไรได้จริงจัง

กลับมาคราวนี้ Erik Winfree ได้จับมือกับ Lulu Qian แห่ง Caltech เหมือนกัน สร้างวงจรคอมพิวเตอร์ DNA อีกครั้งซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมอย่างต่ำ 5 เท่า ตัววงจรประกอบด้วยสาย DNA สั้นๆ ถึง 74 สาย เมื่อรวม input และ output ในแต่ละรอบการคำนวณ จะมีสาย DNA เข้ามาเกี่ยวข้องทั้งกระบวนการกว่า 130 สาย

หลักการที่พวกเขาใช้ไม่ได้ต่างจากวงจรคอมพิวเตอร์ที่เราใช้อยู่เลย แค่แทนที่ logic gate ที่เป็นทรานซิสเตอร์ซิลิคอนด้วยสาย DNA, และแทนที่สัญญาณ input/output ด้วยสาย DNA เช่นเดียวกัน

พวกเขาสร้าง DNA สายเดี่ยวและสายคู่ที่มีลำดับเบสตามที่ได้โปรแกรมเอาไว้ จากนั้นก็ใส่มันเข้าไปในหลอดทดลอง ช่วงสาย DNA ที่มีคู่เบสเข้าคู่กัน (เช่น A กับ T, และ C กับ G) ก็จะจับกันโดยธรรมชาติ ปฏิกิริยาการจับกันและแยกคู่กันของสาย DNA ก็จะเหมือนกับการประมวลผลสัญญาณไฟฟ้าของ logic gate ที่เป็นซิลิกอน เมื่อปล่อยให้ปฏิกิริยาดำเนินไปจนจบ ผลลัพธ์ก็จะอ่านได้จากสีเรืองแสงที่พวกเขาได้ติดไว้กับสาย DNA

ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ DNA รุ่นใหม่ล่าสุดนี้ต้องถือว่าใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์ซิลิกอนมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา มันสามารถคำนวณรากที่สองของเลขฐานสองได้สูงสุดถึง 4 หลัก (เท่ากับ 15 ในเลขฐานสิบ) ค่าผลลัพธ์ที่ได้ละเอียดสูงสุดถึงทศนิยม 0 ตำแหน่ง (อ่านไม่ผิดครับ ศูนย์ตำแหน่ง) ใช้เวลาในการคำนวณแต่ละครั้ง 6-10 ชั่วโมง!

แน่นอนด้วยประสิทธิภาพขนาดนี้ คงไม่มีใครอยากซื้อคอมพิวเตอร์ DNA มาเก็บให้รกบ้าน และจุดมุ่งหมายของนักวิทยาศาสตร์ก็ไม่ใช่การสร้าง dnaPAD หรือ iDNA ขายแข่งกับใครที่ไหน พวกเขาฝันว่าสักวันหนึ่งจะสามารถสร้างวงจรที่ซับซ้อนพอควบคุมกระบวนการชีวเคมีในเซลล์สิ่งมีชีวิตต่างหาก

ที่มา - Ars Technica, Nature News, Discovery News, BBC News, PhysOrg