Blockdit Logo (Mobile)
NITCHAKARNア
•
14 พ.ค. 2020 เวลา 05:43 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ขอบคุณไวรัสที่ทำให้เราเป็นมนุษย์
ในขณะที่เรามีมุมมองต่อไวรัสในฐานะวายร้าย
ที่พรากชีวิตมนุษย์ไปจำนวนมาก
สร้างความหวาดผวายิ่งกว่าอะไร
แต่ทุกคนรู้ไหมว่า
“ไวรัส เป็นสาเหตุของการมี ‘จิตรู้สำนึก’ ในมนุษย์”
เมืองบอสตันในทศวรรษ 1990
ท่ามกลางการเหยียดสีผิวที่ทวีความรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ
นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งกลับกำลังวุ่นวายกับ
“Human Genome Project”
หลังจากที่ศาลของสหรัฐอเมริกาอนุญาติให้
บริษัทสามารถจดสิทธิบัตรจีโนมที่ค้นพบได้
จึงเกิดการร่วมงานขึ้นราวกับดอกเห็ด
ของนักวิทยาศาสตร์และบริษัทเอกชน
ขณะนั้นเองบริษัท Genetics Institute
ก็จินตนาการเห็นหนทางทำเงินมหาศาล
นักอณูชีววิทยา John McCoy ที่กำลังมุ่งมั่น
มองหาโปรตีนชนิดหนึ่งที่แอบอยู่ในเซลล์
เพราะเขาคิดว่าน่าจะช่วยในการพัฒนายาใหม่ๆ ได้
ผ่านมาจนถึงปี 1997 ทุกอย่างก็เหมือนจะราบรื่นดี
จนกระทั่ง Steve Howes นักชีวสารสนเทศ
ซึ่งเป็นทีมงานของเขาวิ่งเข้ามาในแล็ป
เพื่อจะให้เขาดูอะไรบางอย่าง
สิ่งที่ปรากฎอยู่เบื้องหน้าชายทั้งสอง คือ
โปรตีนลึกลับที่พวกเขาจะตั้งชื่อว่า Syncytin ในอีก 3 ปีให้หลัง
ซึ่งผลิตจากยีนที่อยู่ในเซลล์ของรกในครรภ์
แต่ก่อนที่เขาจะประกาศให้โลกได้รับรู้
เขาต้องรู้ให้ได้ก่อนว่าเจ้า Syncytin นี้มันทำหน้าที่อะไร
ซึ่งเขาได้ขอให้นักวิทยาศาสตร์สาวชื่อว่า Sha Mi
แต่ทุกคนเรียกเธอว่า Misha เพราะเรียกง่ายกว่า
เพื่อช่วยในงานทดลองเกี่ยวกับโปรตีนตัวนี้
และเธอก็ไม่ทำให้ผิดหวัง
เธอพบว่าเซลล์ที่ผลิต Syncytin จะมีอยู่แค่ในรกเท่านั้น
และหน้าของที่ Syncytin คือ
“การสร้างรกและสร้างขอบเขตกั้นระหว่างรกและเนื้อเยื่อของแม่”
โดยเกิดขึ้นหลังจากผ่านไปหนึ่งสัปดาห์หลังจากปฎิสนธิ
ไข่จะกลายเป็นลูกบอลที่มีช่องว่างอยู่ข้างใน
ก่อนที่จะฝังตัวเองลงไปในมดลูก
หลังจากนั้นจึงสร้าง “รก” ขึ้นมา
หน้าที่ของ “รก” ก็คือ การส่งออกซิเจนและสารอาหารให้ตัวอ่อน
รวมถึงการเอาคาร์บอนไดออกไซด์และของเสียออกมาด้วยเช่นกัน
แต่ไม่เพียงแค่นั้น
“รก” ยังทำหน้าที่เป็นบาเรียป้องกันการติดเชื้อ
และการผสมกันของเลือดระหว่างแม่กับลูก
ซึ่งอาจจะทำให้ภูมิคุ้มกันของแม่เข้าไปฆ่าลูกได้
ทำไมภูมิคุ้มกันแม่ต้องฆ่าลูกด้วย?
ให้ลองจินตนาการถึงการปลูกถ่ายอวัยวะหรือให้เลือดค่ะ
สิ่งจำเป็นคือต้องหาคนที่มีอวัยวะหรือหมู่เลือดที่เข้ากันได้
และครอบครัวเดียวกันก็ไม่ได้จะให้ได้เสมอไป
แต่การท้องคือการที่เรามีคนอีกคนอยู่ในร่างกายค่ะ
เพราะเซลล์ภูมิคุ้มกันจะไปทำลายอวัยวะหรือเลือดพวกนั้น
จึงเป็นสาเหตุที่ทำไมคนที่เปลี่ยนถ่ายอวัยวะต้องทานยากดภูมิคุ้มกันด้วย
และตรงที่ชั้นนอกสุดของ “รก” นี้เองที่มี “Syncytin” อยู่
Photo credit: Edward B. Chuong
หลังจากอ่านมาสักพักหนึ่ง แล้วมันเกี่ยวอะไรกับ ”ไวรัส” กันล่ะ
ณ เวลานี้เองที่คุณ McCoys คุณ Howe และคุณ Mi
จะได้รู้สึกถึงนาทีแห่งประวัติศาสตร์
“Syncytin นั้นมีรหัส DNA ที่เหมือนกับโปรตีนของไวรัสนั้นเอง!”
และรหัส DNA หรือยีนตัวนี้ถูกตั้งชื่อว่า “Env”
โปรตีนตัวนี้เวลาอยู่ในไวรัส
จะช่วยให้ไวรัสสามารถฝังเข้ากับเซลล์ของเจ้าของร่างได้
เช่นเดียวกัน
โปรตีนตัวนี้ก็เป็นสาเหตุที่ทำให้เด็กทารกฝังตัวอยู่ในมดลูกของแม่ได้
เราอาจจะเรียกได้ว่า
"ไว้รัสต้องรวมเข้ากับสิ่งมีชีวิตถึงจะทำให้ติดเชื้อได้
และ DNA ตัวนี้ทำให้เราผลิตโปรตีนที่สามารถรวมเข้ากับเซลล์ได้"
แต่เดี๋ยวก่อนนะ!
“แล้ว DNA ของไวรัสมันมาอยู่ในมนุษย์ได้ยังไง”
ถามได้ถูกเวลามากค่ะ
แต่คำถามที่สำคัญกว่า
“ถ้าไม่มีรกตั้งแต่แรกแล้วมนุษย์จะมีลูกได้ยังไง”
คำตอบสั้นๆ คือ “ก็มีไม่ได้ค่ะ”
หรือต้องตอบว่า “จะไม่มีเผ่าพันธุ์มนุษย์ตั้งแต่แรกด้วยซ้ำ”
การจะหาคำตอบว่า DNA ของไวรัสมาอยู่ในมนุษย์ได้ยังไง
นิทชาต้องขออนุญาตย้อนกลับไปอีกสักนิดหนึ่ง ไม่ไกลมากค่ะ
สักประมาณปลายทศวรรษที่ 1960
นักชีววิทยาสาวจากมหาวิทยาลัย Boston คนหนึ่ง
กำลังง่วนอยู่กับการหักล้างความเชื่อที่ได้รับการยอมรับ
ของหนังสือเล่มหนึ่งที่ตีพิมพ์มาเกิน 150 ปี ที่มีชื่อว่า
“On the Origin of Species”
หรือทฤษฏีวิวัฒนาการของคุณ Charles Darwin
เธอเถียงทฤษฏีวิวัฒนาการด้วยเหตุผลที่ว่า
ในเซลล์ของเรามีของสิ่งหนึ่งที่เหมือนกับที่เราเห็นในแบคทีเรีย
นั้นคือ “Mitochondria” ซึ่งทำหน้าที่ให้พลังงานแก่เซลล์
รวมถึง “Chloroplast” ที่ทำหน้าที่สังเคราะห์แสงในพืชด้วย
เธอเชื่อว่า
“การวิวัฒนาการไม่ได้มาจากการคัดสรรโดยธรรมชาติเพียงอย่างเดียว”
แต่เกิดจากการช่วยเหลือกันของสิ่งมีชีวิตหลากสายพันธุ์ด้วย
Photo credit : Wikipedia
เธอเสนอว่า
ในยุคโบราณนั้น แบคทีเรียได้เล็ดลอดเข้ามาในเซลล์ของจุลชีพอีกตัว
ซึ่งอาจจะเป็นในฐานะอาหารหรือฐานะปรสิตก็ไม่อาจจะทราบได้
แต่ทั้งคู่กลับพบจุดที่ลงตัวโดยคาดไม่ถึง
คือ แบคทีเรียก็ผลิตอาหารให้จุลชีพตัวนั้น
และจุลชีพตัวนั้นก็เป็นเกราะป้องกันให้แบคทีเรีย
พอนานวันเข้ามันก็รวมร่างกันกลายเป็นสิ่งมีชีวิตแบบใหม่
กลายเป็นต้นกำเนิดของ “เซลล์ของสัตว์”
ขณะที่แบคทีเรียที่สังเคราะห์แสงได้
กลายเป็นต้นกำเนิดของ “เซลล์ของพืช”
แต่โลกในเวลานั้นปฎิเสธทฤษฎีของเธออย่างแข็งขัน
วารสารวิชาการกว่า 15 หัว ต่างปฎิเสธจะตีพิมพ์ผลงานวิจัยของเธอ
แต่เธอก็ยังพยายามส่งไปให้พิจารณาตีพิมพ์เรื่อยๆ
แม้จะโดนด่าว่า “งานวิจัยของคุณมันห่วยแตก ไม่ต้องส่งมาอีกนะ”
จนผ่านไปเกือบ 20 ปี มีการทดลองและหลักฐานทางพันธุกรรม
ถึงเริ่มมีการยอมรับในทฤษฎีของเธอ
ในชื่อว่า “Symbiogenesis”
และ Lynn Margulis กลายเป็นที่จดจำในประวัติศาสตร์
ในฐานะผู้ค้นพบทฤษฎีวิวัฒนาการแห่งศตวรรษที่ 20
กลับมาที่เรื่องไวรัสกันอีกครั้งค่ะ
ทุกคนเริ่มพอจะเห็นภาพรึยังคะ
ว่าทำไมไวรัสถึงมาอยู่ในพันธุกรรมของคนเราได้
“เฉลยก็คือ มันเอาตัวเองไปแทรกใน DNA ของเราเลยค่ะ”
และมันก็เกิดขึ้นมานับล้านปีก่อนเลยทีเดียว
เราเรียกไวรัสประเภทนี้ว่า “Retrovirus”
และมันไม่ได้เพียงแค่ตัวเดียวที่เคยเข้ามาในบรรพบุรุษของเรา
แต่มีจำนวนเยอะมากขนาดที่
“นักวิทยาศาสตร์พบว่า 8% ของ DNA เราคือไวรัส”
และไวรัสตัวล่าสุดดูเหมือนเพิ่งจะเข้ามาในมนุษย์
ได้ประมาณ 200,000 ปีก่อนนี้เอง
ซึ่งก็เป็นช่วงเดียวกันที่เราพบหลักฐานการมีอยู่ของมนุษย์คนแรก
ไวรัสตัวล่าสุดที่เข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของมนุษย์นี้เอง
อยู่ในกลุ่ม Human Endogenous Retrovirus K (HERV-K)
คำว่า Endogenous แปลว่า มาจากข้างใน
จึงแปลได้ว่า “ไวรัสโบราณกลุ่ม K ที่มาจากภายในมนุษย์”
นักวิทยาศาสตร์ก็พบว่าเจ้า HERV-K นี้สำคัญมากต่อมนุษย์มาก
เพราะมันทำหน้าที่ในการทำให้
“ตัวอ่อนมนุษย์ที่ยังมีขนาดแค่ 8 เซลล์ กลายเป็นเซลล์ต้นกำเนิด (stemcell)”
และพัฒนาจากเซลล์ต้นกำเนิดไปเป็นอวัยวะและส่วนต่างๆ ของร่างกาย
และ HERV-K นี้ยังช่วยป้องกันการติดเชื้อไวรัสตัวอื่นๆ อีกด้วย
Photo credit : Wikipedia
หนึ่งในไวรัสที่สำคัญในร่างกายคือ MER41
คาดว่าจะอยู่ในบรรพบุรุษของเราย้อนไปไกลถึง 60,000,000 ปี
MER41 ทำหน้าที่ในการสั่งให้เซลล์ในร่างกายเรา
ระเบิดตัวเองเมื่อติดเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรีย (ฟังดูรุนแรง)
เพื่อป้องกันให้เซลล์ข้างเขียงไม่ติดเชื้อตามไปด้วย
นักวิทยศาสตร์ได้เคยลองปิดการทำงานของ MER41 และ HERV-K
ก็พบว่าเซลล์จะหยุดระเบิดตัวเอง
ขณะที่ใน HERV-K จะทำให้ตัวอ่อนหยุดพัฒนาไปขั้นต่อไป
จนถึงเวลานี้นักวิทยศาสตร์เองก็ยังรู้ไม่หมดเลย
ว่า HERV ในร่างกายเราหลายหมื่นตัว ทำหน้าที่อะไรบ้าง
และหลายตัวเคยถูกคิดว่าเป็นเพียง “เศษซากของพันธุกรรม (Junk DNA)”
อาจจะมีความสำคัญบางอย่างที่เราเองยังคาดไม่ถึง
แต่ไม่ใช่ไวรัสทุกตัวจะเป็นสามารถเข้ามาเป็นส่วนหนึ่งของเราได้ค่ะ
Retrovirus นี้จะมีความสามารถพิเศษในการแทรกเข้ามา
ด้วยเอนไซม์ที่มีเฉพาะในตัวพวกมัน
และไม่ใช่ทุกตัวจะให้ประโยชน์แบบที่ยกตัวอย่างมาเช่นกัน
มีการค้นพบว่า หมีโคอาล่าในพื้นที่หนึ่งของออสเตรเลียที่มี
Retrovirus อยู่ทำให้เกิดมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมีอายุสั้นกว่าปกติ
แต่สำหรับมนุษย์เรานั้น ถือว่าก้าวข้ามช่วงเวลานั้นมาแล้วค่ะ
การที่เราเป็นมนุษย์แบบในทุกวันนี้ เปรียบได้ดั่ง
ผู้รอดชีวิตจากการแพร่ระบาดที่อาจจะถึงตายในอดีตกาล
และพวกเราก็วิวัฒนาการไปพร้อมกับไวรัสในตัวเรา
ด้วยความรู้ที่ค้นพบครั้งนี้
อาจจะทำให้เส้นแบ่งของความเป็นมนุษย์และไวรัสดูเลือนลางลง
การแลกเปลี่ยน DNA ระหว่างเส้นทางการเดินทางแห่งกาลเวลา
ได้แสดงให้พวกเราเห็นว่า
“ชีวิตนั้นไม่ได้ครอบงำโลกด้วยการต่อสู้แต่ด้วยการช่วยเหลือกัน”
แล้วก็อีกอย่างหนึ่งการที่หลายคนชอบพูดว่า
“มนุษย์เป็นไวรัส”
ก็ดูจะมีส่วนถูกต้องอยู่นะ
เอ๊ะ ยังไม่ได้ตอบคำถามของหัวข้อเลยเหรอ
งั้นเรามาต่อกันอีกนิดหนึ่งล่ะกันนะคะ
ก่อนที่เราจะรู้จัก “จิตรู้สำนึก (Consciousness)”
เรามาทำความเข้าใจวิธีการสื่อสารภายในสมองกันสั้นๆ ก่อน
สมองเราจะสื่อสารกันด้วย 2 วิธีหลักๆ ค่ะ
ขณะที่สัญญาณวิ่งอยู่บนเซลล์ประสาท
จะอยู่ในรูปของ “กระแสไฟฟ้า”
และเมื่อไปถึงสุดทางของเซลล์
จะแปลรูปเป็น “สารสื่อประสาท”
1
Photo Credit: US National Institutes of Health, National Institute on Aging
ก่อนที่จะแปรกลับเป็นกระแสไฟฟ้าอีกทีแล้ววิ่งต่อไป
จะวนอยู่อย่างงี้เสมอๆ จนกว่าจะไปถึงปลายทาง
ซึ่งอาจจะผ่านเซลล์ตั้งแต่ไม่กี่แสนถึงมากกว่า 100 ล้านเซลล์
แล้วทีนี้ขั้นตอนการแปรรูปเป็นสารสื่อประสาท
กลับถูกควบคุมโดยยีนตัวหนึ่งที่มีชื่อว่า
“Arc”
นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษายีนตัวนี้และโครงสร้าง DNA ของมัน
แล้วพบว่ามันเหมือน Retrovirus เลย
และมันยังทำตัวเหมือนไวรัสอีกด้วย
ปกติแล้ว ไวรัสจะพาข้อมูลทางพันธุกรรมแปลกปลอม
แล้วบุกเข้าไปในเซลล์ของร่างกาย
ยีน Arc นั้นก็ทำแบบเดียวกันเลยค่ะ
ทันทีที่สัญญาณวิ่งมาถึงปลายทาง
ยีน Arc จะถูกกระตุ้น แล้วมันก็ดูดซับข้อมูลที่วิ่งมา
หลังจากนั้นมันจะสร้างเปลือกหุ้มแบบเดียวกับที่ไวรัสมี
เพื่อหุ้มสารสื่อประสาทแล้วพาบุกเข้าไปในเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่ง
โดยไม่ต้องขออนุญาตใครทั้งสิ้น
เราอาจจะเรียกว่า Arc ทำการแพร่เชื้อไปเซลล์ใกล้เคียง
ด้วยสารต้นกำเนิดของความทรงจำและการเรียนรู้ก็ได้ค่ะ
และนักวิจัยพบว่าคนที่มีปัญหากับยีน Arc นี้
มักจะมีความผิดปกติทางสมองเช่น ภาวะออทิสซึม รวมถึงอัลไซเมอร์ด้วยค่ะ
และถ้าหากเราไม่มียีนตัวนี้
เราก็สูญเสียความสามารถในการเรียนรู้
และการสร้างความทรงจำ
และเมื่อเราปราศจากความสามารถพื้นฐานของสมอง
เราก็อาจจะไม่สามารถสร้าง “จิตรู้สำนึก” ขึ้นมาได้
ขอบคุณทุกคนที่ใช้ความพยายามอ่านจนมาถึงตรงนี้ค่ะ
บทความนี้อาจจะยาวไปสักนิด
แต่เพราะนิทชาคิดว่าเป็นเรื่องที่น่าสนใจ
สำหรับเราหลายคนที่กำลังสงสัยว่ามนุษย์คืออะไร
และ ณ จุดนี้ถ้าทุกคนยังจำช่วงแรกของบทความได้
แสดงว่ายีน Arc ของทุกคนทำงานปกติค่ะ
โฆษณา