โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

         David R. Liu และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (Harvard University)ได้พัฒนาวิธี Prime Editing ซึ่งเป็นวิธีการแก้ไขจีโนม (genome editing)แบบใหม่ โดยใช้เอ็นไซม์ Cas9 nickase (H840A) ที่เป็นโปรตีนที่สร้างจากการรวมยีน 2 ยีน หรือมากกว่า (fusion proteins) ที่ได้มาจากการสร้าง RNA แบบย้อนกลับ (reverse transcriptase – RT) จับคู่กับ prime editing guide RNA (pegRNA)

        ศาสตราจารย์ Gao Caixia และทีมงานที่สถาบันพันธุศาสตร์และชีววิทยาการพัฒนา (Institute of Genetics and Developmental Biology)ของ Chinese Academy of Sciences รายงานการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ prime editing (ระบบ PPE) สำหรับการสร้างจุดการกลายพันธุ์ที่ต้องการการแทรกและการลบในธัญพืชที่สำคัญ คือ ข้าว และข้าวสาลี ซึ่งส่วนประกอบหลักของระบบ PPE คือCas9 nickase-RT และ pegRNA

       การใช้ระบบ PPE นักวิจัยได้ผลิตสารทดแทน base ในกลุ่มเดี่ยวกัน (single base substitutions)12 ชนิดรวมทั้งการกลายพันธุ์แบบหลายจุด (multiple point mutations) และการใส่และลบDNA ขนาดเล็ก ในโปรโตพลาสต์ (protoplasts)ของข้าว 9 จุด และข้าวสาลี 7 จุด ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงถึงร้อยละ 19.2 (หมายถึงทำได้สำเร็จสูงถึงร้อยละ 19.2)

       ที่ผ่านมาประสิทธิภาพของ PPE จะได้รับผลกระทบอย่างมากจากความยาวของบริเวณที่ลำดับนิวคริโอไทด์สายเดียวที่เป็นจุดเริ่มต้นจำลองตัวเอง (primer binding site – PBS) และ RT ต้นแบบ(RT template) Gao และทีมงาน พบว่า RT ดั้งเดิม(original RT) สามารถถูกแทนที่ด้วย CaMV-RT (จากไวรัสอาการด่างของพืชตระกูลกระหล่ำ) และ retron-derived RT (จาก E. coli BL21) ประสิทธิภาพของ Prime editing สามารถได้รับการปรับปรุงในบางเป้าหมายด้วยการใช้ PPE-Ribozyme (PPE-R) และการบ่มที่ 37 ℃

       Gao และผู้ร่วมงาน สามารถสร้างต้นข้าวกลายพันธุ์ที่มีความเสถียร โดยมีการกลายพันธุ์แบบ G-to-T มีการแทนที่ของนิวคลีโอไทด์หลายจุด และมีการลบ 6-nt ที่ต้องการจำนวนมาก ซึ่งมีประสิทธิภาพในการกลายพันธุ์ใกล้ถึงร้อยละ 22 การกลายพันธุ์ทั้ง3 ประเภทนี้ ยากที่จะสร้างขึ้นด้วยวิธีการแก้ไขที่มีอยู่ในปัจจุบัน

         ครับ เนื้อหาเป็นวิชาการมากไป แต่พอสรุปได้ว่า มีความพยายามที่จะพัฒนาพันธุ์ข้าวและข้าวสาลี โดยวิธีการกลายพันธุ์ ด้วยวิธีที่เรียกว่า Prime Editing แทนที่จะใช้ สารเคมี หรือ รังสี เช่นที่เคยทำกันมา

       อ่านเพิ่มเติมได้ที่ http://english.cas.cn/newsroom/research_news/life/202003/t20200313_231336.shtml