1. พนธัุวิศวกรรม genetic engineering · 2017-04-27 · 1....

1. พนธวศวกรรม (genetic engineering)

กระบวนการตดตอยนจากการสงเคราะหขน หรอจากสงมชวตแหลงตาง ๆ หลายแหลงเขาดวยกนตามความเหมาะสม แลวใสเขาไปในสงมชวตชนดหนง (host) เพอใหผลตสารโปรตนตามทตองการ เชน การตดตอยนทควบคมการสรางอนซลนของคนใสเขาไปในแบคทเรยสรางอนซลนได เปนตน

หมายถง

การเปลยนแปลงสารพนธกรรมโดยกระบวนการธรรมชาตอาจเกดโดยมวเทชน แตลกษณะทไดมกเปนลกษณะทไมพงปรารถนา หรออาจเกดจากการแลกเปลยนยนในกระบวนการสบพนธหรอการจดกลมใหมของยนตามกฎพนธกรรมของเมนเดล ซงเกดเฉพาะในสายพนธหรอสงมชวตชนดเดยวกน (same species) ไมมการผสมขามพนธและกเกดในอตราทชามาก แตโดยกระบวนการทางพนธวศวกรรมทาใหเกดการแปรผนของยนไดรวมเรวและตรงตามจดประสงค รวมทงยงผสมยนขามสายพนธได เชน คนกบแบคทเรย เปนตน

2. พนธวศวกรรมโดยการตดตอ DNA

ภายในเซลลของสงมชวต จะมกระบวนการตด-ตอ DNA ตามธรรมชาต โดยอาศยการทางานของเอนไซมตางๆ ภายในเซลล ในกระบวนการจดกลมใหมของยน (gene recombination) ซงมกเกดขนในกระบวนการแบงเซลลกเปนผลจากการตด-ตอ DNA พนธวศวกรรม โดยการตด-ตอ DNA หรออาจเรยกวาการสราง DNA สายผสม หรอรคอมบแนนท ดเอนเอ (recombinant DNA) กเปนการเลยนแบบการตด-ตอ DNA ภายในเซลล แตทวากระทาในหลอดทดลองเทานนเอง ความสามารถในการตด-ตอ DNA ในหลอดทดลองดงกลาว ทาใหเราสามารถตด-ตอ DNA จากสายพนธตางๆ กนโดยไมมขอบเขตจากด นนคอ สามารถสรางสงมชวตใหมๆ ขนมาได

ทศทางไมแนนอน Gene mutation

กระบวนการธรรมชาต ไดลกษณะไมเหมาะสม

Same species only

Gene recombination

เกดลกษณะทตองการไมเตมท, เกดชามาก

Crossing over

Allele frequency

อตราทชามาก

การสราง Recombinant DNA

การนา Recombinant DNA เขาส host

การคดเลอก host ทไดรบ recombinant DNA Transformation

DNA fragmentทตองการโดยใช

Restriction enzyme ตด

ใช DNA ligase เชอม Transfection Transduction Conjugation

GMOs (GMOs) ชนดแรกสดคอมะเขอเทศ

DNA vector (Plasmid,

phage cosmid)

การทา recombinant DNA ในเทคนควศวพนธกรรม มขนตอนดงน

แยก DNA ออกจากเซลลผใหทมยนทตองการ

ตด DNA ทมยนทตองการเปนชนยอยๆ ดวยเอนไซมตดจาเพาะ

เชอมตอ DNA ชนยอยๆ กบ DNA พาหะ ซงตดดวยเอนไซมตดจาเพาะเกดเปน recombinant DNA

นา recombinant DNA เขาสเซลลของแบคทเรย

คดเลอกเซลลของแบคทเรยทมยนทตองการและสรางโปรตนทตองการได

การโคลนยน หรอ การโคลน DNA หมายถง กระบวนการทางเทคนคพนธวศวกรรมทใชเพมปรมาณยนและประมาณ DNA ทตองการ โดยสวนของ DNA ทมยนทตองการจะถกตดตอเชอมเขากบจโนมของไวรสหรอพลาสมดของแบคทเรย

วธการโคลนยน หรอ การโคลน DNA มหลายวธ ดงน

1. พลาสมด (plasmid) เปน DNA วงแหวน (circular DNA) สายคทอยนอกโครโมโซมของแบคทเรย (extrachromosome DNA) ซงมขนาดประมาณ 1 กโลเบส - 200 กโลเบส (1,000-200,000 คเบส) พบในเซลลแบคทเรย

แตในปจจบนพลาสมดทนยมใชในการโคลนยนไดพฒนามาในมขนาดประมาณ 3-4 กโลเบส โดยมยนตานทานยาปฏชวนะอยเพอใชเครองหมาย (marker) ในการคดเลอกเซลลแบคทเรยทมพลาสมด และจะมบรเวณของ DNA ทสามารถตดดวยเอนไซมตดจาเพาะหลายชนดเพอสอดแทรก DNA ทตองการเขาไป 2. พลาสมดของแบคทเรยจะถกใชเปน DNA พาหะ (DNA vector) สาหรบการโคลน DNA โดยในแบคทเรย 1 เซลลอาจมพลาสมด 1 ถง 300 ยน เมอนาแบคทเรยไปเพาะเลยงเพอเพมจานวนชดของพลาสมดทสอดแทรก DNA หรอยนทตองการ

การตงชอ หรอเรยกเอนไซมตดจาเพาะนนไดอาศยหลกของ smith และ Nathans ระบบอกษร 3 ตว พมพตวเอน ดงน 1. ใชอกษรยอตวแรกของชอระบชนด (Genus) โดยเขยนตวใหญและตดตามดวยอกษรสองตวแรกของชอระบชนด (specific epithet) แตใหเขยนตวเลก เชน เอนไซม restriction endonuclease ทแยกไดจากแบคทเรย Escherichia coli = Eco หรอ Haemophilus influenzae = Hin

2. เมอจาแนกจลนทรยไดเปนสายพนธหรอ strain กใหใสชอหรอรหสของสายพนธนนตามมา เชน EcoR มาจากแบคทเรยสายพนธ Escherichia coli RY13 (RY13 เปนรหสสายพนธของแบคทเรย) 3. ถาสายพนธนนมเอนไซมจาเพาะ แตกตางกน กใหเขยนลาดบของเอนไซมทแยกไดจากจลนทรยเปนเลขโรมน เปนลาดบสดทาย เชน

แสดงเอนไซมตดจาเพาะ และจดตดจาเพาะ (ลกศรชจดทถกตดจาเพาะ) ชนดของจลนทรย ชอเอนไซม

ตดจาเพาะ จดตดจาเพาะ ชนสวนของ DNA ทไดภายหลงการตด

Escherichia coli RY13 Eco RI 5 ---GAATTC---3

3 ---CTTAAG--- 5

5 ---G AATTC---3

และ 3 ---CTTAA G--- 5

Hemophilus influenzae Rd Hind III 5 ---AAGCTT---3

3 ---TTCGAA--- 5

5 ---A AGCTT---3

และ 3 ---TTCGA A--- 5

Bacillus amyloliquefaciens H Bam HI 5 ---GGATCC---3

3 ---CCTAGG--- 5

5 ---G GATCC---3

และ 3 ---CCTAG G--- 5

Haemophilus parainfluenzae Hap I 5 ---GTTAAC---3

3 ---CAATTG--- 5

5 ---GTT AAC---3

และ 3 ---CAA TTC--- 5

Haemophilus parainfluenzae Hap II 5 ---CCGG---3

3 ---GGCC--- 5

5 ---C CGG---3

และ 3 ---GGC C--- 5

การโคลนยนทตองการอกวธหนงกคอ การใสยนนนสอดเขาไปตอกบ DNA ของไวรส เชน การนาเอาสวนของ DNA ทมยนของมนษยเชอมรวมกบ DNA ของไวรสทเขาทาลายแบคทเรย (bacteriophage) เกดเปนโมเลกลของ DNA สายผสม (Recombinant DNA molecule) ขน จากนนกนาไวรสดงกลาวนเขาไปในเซลลของแบคทเรย ไวรสจะเพมจานวนตวเอง (replication) ทาใหไดไวรสทมโมเลกล DNA มากกวา 1012 โมเลกลภายในเวลาเพยง 1 วน ซงเปนวธการเพมปรมาณ DNA ของมนษยทใสใหกบไวรส สาหรบไวรสหรอพลาสมดทใชในการเพมปรมาณยนหรอ DNA ทเรยกวา cloning vector

PCR เปนเทคนคการเพมปรมาณชนสวนของ DNA ในหลอดทดลอง จงอาจเรยกอกชอหนงวา In vitro enzymatic gene amplification

ในการเพมปรมาณ DNA โดยเทคนคการทา PCR จะตองใชองคประกอบตางๆ ดงน

คอ

1. DNA แมแบบ (template DNA) เปน DNA ทตองการโคลน

2. นวคลโอไทดทง 4 ชนด (deoxyribonucletide triphosphate [dNTPs])

3. ไพรเมอร (Oligonucleotid Primer) เปน DNA สายสนๆ ทจะจบกบ DNA ทตองการเพอเปนจดเรมตนของการสรางสาย DNA

4. เครองเทอรมอลไซเคลอร (Thermal cycler) หรอ เทอรมอไซเคลอร (Thermocycler)

เปนเครองมอตงโปรแกรมอณหภมใหปรบเปลยนตามกาหนดเวลาทตงไวตามทตองการ

5. บฟเฟอรทเหมาะสม

6. เอนไซม DNA polymerase ชนดอณหภมสงได ซงจะสกดมาจากแบคทเรยในนาพรอน

เปนขนตอนการแยกสายคของ DNA แมแบบใหเปนสายเดยว โดยใชอณหภมประมาณ 90-95 oC เปนขนตอนลดอณหภมลงมาท 50-55 oC เพอใหไพรเมอรสามารถเกาะตดกบ DNA แมสายแบบเดยว ตรงบรเวณลาดบนวคลโอไทดทจบคกนไดดวยพนธะไฮโดรเจน (นวคลโอไทดคสม)

ปฏกรยาการสงเคราะห DNA จะเกดตอเนองซากนเปนวงจรลกโซ โดยในแตละรอบ (cycle) ประกอบดวย 3 ขนตอน คอ

เปนขนตอนการสรางสาย DNA สายใหมตอขยายจากไพรเมอรไปในทศทางจาก 5 ไป 3 โดยการทางานของเอนไซม DNA polymerase โดยอณหภมในขนนจะอยในชวง 70-75 oC

การสงเคราะหจะดาเนนตามลาดบ 3 ขนตอนซาๆ กน เปนจานวน 20-30 รอบ ทาใหได DNA สายใหมเพมเปนจานวนมาก (amplified product) หรอ ทเรยกวา Amplicon

การสรางสาย DNA โดยพอลเมอเรสเชนรเอกชน (PCR)

1. เทคนคนไมสามารถทาใหยนทโคลนขนมาแสดงออกโดยการสรางโปรตนทตองการ ซงตางจากการโคลนโดยใช พลาสมดของแบคทเรย หรอใชไวรสทยนสามารถแสดงออกโดยการสรางโปรตนออกมาได

2. การเพมจานวนชดของ DNA โดยวธ PCR อาจมขอผดพลาดเกดขน เนองจากไมมกระบวนการตรวจสอบความถกตองของลาดบนวคลโอไทดของ DNA ทสรางขนเหมอนกบระบบในสงมชวตทมการตรวจสอบอยางละเอยดถกตอง

1. ใชเพมปรมาณยนทมปรมาณนอยๆ ใหมปรมาณมากพอเปนจดเรมตนกอน แลวจงนายนนนไปโคลนตอ โดยอาศยพลาสมด ของแบคทเรย เชน การเพมปรมาณ DNA จากซากแมมมอธ (mammoth) ทสญพนธไปเมอสหมนปกอน ทาใหสามารถศกษาววฒนาการในสงมชวตทสญพนธไปแลว

2. สามารถใชตรวจสอบ DNA ปรมาณนอยในชนสวนเซลล คราบเลอด นาอสจของอาชญากรรมตางๆ ซงเปนประโยชน ในดานนตเวชหรอนตวทยาศาสตรในกระบวนการยตธรรม

3. ใชตรวจสอบ DNA ของเซลลจากเอมบรโอในครรภในแง ความผดปกตทางพนธกรรม รวมทงตรวจการตดเชอไวรสเอดส (HIV)

การศกษาจโนม (genome)

จโนม (genome) สารพนธกรรมหรอ กรดนวคลอกทงหมดภายในเซลลของสงมชวต ซงประกอบดวยสารพนธกรรมในนวเคลยส (จโนมในนวเคลยส) ในไมโทคอนเดรยและในคลอโรพลาสต เชน ขนาดของจโนมมนษยเทากบ 3,200 ลานคเบส (3,200 เมกะเบส) ประกอบขนดวยยนประมาณ 80,000 ยน หรอแบคทเรยน Eschrichia coli มขนาดของจโนม 4 กโลเบส ประกอบดวยยนประมาณ 4,000 ยน เปนตน

หมายถง

จโนมของสงมชวตชนดเดยวกนมความแตกตางกน ซงสามารถตรวจสอบความแตกตางนนได โดยใชการตด DNA ดวยเอนไซมตดจาเพาะ แลวนาชนสวน DNA ไปแยกขนาดโดยวธการ เจลอเลกโตรโฟรซส จะไดรปแบบของแถบ DNA (DNA band) ทแตกตางกน รปแบบของแถบ DNA จะสามารถเชอมโยงถงจโนมของสงมชวต รวมทงเชอมโยงถงฟโนไทปบางลกษณะของสงมชวตนนๆ ได เราเรยกความแตกตางของรปของแถบ DNA ทเกดจากการตดของเอนไซมตดจาเพาะวา Restriction Fragment Length Polymorphism = RFLP ซงสามารถใชเปนเครองหมายทางพนธกรรม (genetic marker) ได

Biotechnology การประยกตใชความร เกยวกบสงมชวตเพอประโยชน ดานปรมาณ, คณภาพทตองการโดยอาศยกระบวนการพนธวศวกรรม (genetic engineering) และเทคนคอนๆ

การสวนทาง Natural

Selection

การพฒนาเทคโนโลย

การแพทยและสาธารณสข

เทคโนโลยการพนธ

เทคโนโลยการเกษตร

Sperm bank

Egg bank

Cloning

1. พนธวศวเปนพนฐานนาไปสการศกษาเพอความเขาใจทางพนธศาสตรของสงมชวต

ในปจจบนการใชประโยชนจากเทคโนโลยชวภาพและเทคโนโลยทาง DNA สามารถประมวลไดดงน

เชน การจดเรยงตวของเบสเปนชวงๆ

นายนของโพรคารโอตและยคารโอตตดและเชอมตอกน ทาใหสามารถศกษาพฤตกรรมของยนยคารโอต (eukaryotic genes) ในเซลลโพรคารโอตได

ความเขาใจในประเดนทแตกตางระหวางยนของโพรคารโอตและยคารโอต ความเขาใจกลไกการควบคมการทาหนาทของยน

2.1 การวนจฉยโรคทมการตดเชอ

2. การประยกตใชในเชงการแพทยและเภสชกรรม ตวอยางเชน

2.2 การตรวจวนจฉยโรคทางพนธกรรม ใชในการตรวจสอบวเคราะหการตดเชอ HIV เปนตน

การใชเทคนค PCR และตรวจสอบดวยเทคนคเจลอเลกโทรโฟรซส เพอตรวจสอบวาจโนมของไวรสในสงมชวตนนหรอไม

กอนทจะมการแสดงอาการ ตรวจหาการเปนพาหะของโรค

2.3 การบาบดยน (gene therapy)

เปนเทคนคในการถายยนทปกตเขาไปยงเซลลหรอเนอเยอทผดปกต เนองจากความบกพรองของยน เพอใหยนทเปนปกตนนทาหนาทแทน บาบดอาการบกพรองไดโดยใชไวรสเปนพาหะในการนายนเขาไป ไวรสทใชในการถายยนจะตองมการตดยนทเปนอนตรายตอคนทงไป และใสยนปกตทตองการเขาไปแทนทเพอใหไวรสมยนทตองการแทรกอย ไวรสมความสามารถในการแทรกจโนมของตวไวรสเองเขาสโครโมโซมของคนไดโดยไมสามารถจาลองตวเองเพอเพมจานวน เนองจากยนททาหนาทในการจาลองตวเองของไวรสไดถกตดทงไปแลว

ตวอยางของโรคทมการรกษาดวยยนบาบดโรค เชน • โรค Severe combined immunodeficiency (SCID) เปนโรคทางพนธกรรม ผเปนโรคนไมสามารถสรางภมคมกนไดและมก

เสยชวตจากการตดเชอเพยงเลกนอย

ขอจากดในการบาบดดวยยนทตองคานงถง คอ 1. การควบคมกจกรรมของยนใหมการผลตผลตภณฑทตองการอยางเหมาะสม 2. การปองกนไมใหการแทรกตวของยนเขาไปในจโนมของคน ไมไปทาใหเกดมวเทชนในยนปกตยนอน

3. ความสามารถในการบรรจยนในไวรสจากดเฉพาะยนขนาดเลก

• การผลตฮอรโมนอนซลน โกรทฮอรโมน โดยใชการโคลนยนดวยพลาสมดทม DNA สายผสม

• การผลตยายบยงไวรส HIV โดยการสรางโมเลกลโปรตนเลยนแบบตวรบท HIV ใชในการเขาสเซลลทาให HIV ไปเกาะกบโมเลกลเหลานในกระแสเลอดแทนทจะจบกบตวรบทเยอหมเซลลเมดเลอดขาว จงสามารถทาลายไวรสได

• การผลตโปรตนของผวไวรสทเปนแอนตเจนกระตนใหรางกายสรางภมคมกน แทนการใชไวรสฉดเขาสรางกายเพอกระตนระบบภมคมกน

2.4 การสรางผลตภณฑทางเภสชกรรม

• เพาะเลยงแบคทเรยทมยนนนใหสงเคราะหโปรตนทตองการ

ตาราง แสดงผลตภณฑโปรตนบางชนดทไดจากเทคโนโลย DNA สายผสม

(revombinant DNA technology)

Some protein products of recombinant DNA technology

ผลตภณฑ (product) ผลตจาก (made in) การใชประโยชน (use) Human insulin E. coli Treatment for disease (รกษาเบาหวาน)

Human growth hormone (GH) E. coli Treatment for growth defects (เพมความสง)

Epidermal growth factor (EGF) E. coli Treatment for burns, ulcers (รกษาแผลไฟลวก)

Tumor necrosis factor E. coli Killing of certain tumor cells (ฆาเซลลเนองอก) Interleukin-2 (IL-2) E. coli Possible treatment for cancer (รกษามะเรง) Prourokinase E. coli Treatment for heart attacks (บาบดโรคหวใจ)

Porcine growth hormone (PGH) E. coli Improving weight gain in hogs (เพมนาหนกสกร)

Bovine growth hormone (BGH) E. coli Improving weight gain in cattle (เพมนาหนกวว)

ตารางแสดงผลตภณฑโปรตนบางชนดทไดจากเทคโนโลย DNA สายผสม (revombinant DNA technology)

Some protein products of recombinant DNA technology

ผลตภณฑ (product) ผลตจาก (made in) การใชประโยชน (use)

cellulase E. coli Breaking down cellulose for animal feeds

(ยอยเซลลโลสเปนอาหารสตว)

snomax Pseudomonas bacterium Making snow for ski resort (ผลตหมะเพอเลนสก) Interferon (alpha and gamma) S. cerevisiae; E. coli Possible treatment for cancer and virus infections (บาบดมะเรงท

เกดจากไวรส)

Hepatitis B vaccine S. cerevisiae Prevention of hepatitis-virus infection

(ปองกนการตดเชอไวรสตบอกเสบ)

Colony-stimulating factor (CSF) Mammalian cells Treatment for leukemia; boosts resistance to AIDS and other

infections disease (บาบดมะเรงเมดเลอดขาว และตานเอดส รวมทงโรคตดเชออนๆ)

Erythropoietin (EPO) Mammalian cells Treatment for anemia (บาบดโลหตจาง)

Factor VIII Mammalian cells Treatment for hemophilla (บาบดโลหตไหลไมหยด)

Tissue plasminogen activator (t-PA) Mammalian cells Treatment for heart attacks (บาบดโรคหวใจ)

3. การประยกตใชในเชงนตวทยาศาสตร DNA ในคนๆ เดยวกน ไมวาจะมาจากเซลลสวนใดของรางกายกตามมาจะมรปแบบทเหมอนกน และแตกตางจากคนอน DNA ในแตละคนถายทอดมาจากพอและแมอยางละครงและเปลยนแปลงไมได จงสามารถนา DNA มาพสจนตวบคคลไดโดยใชเทคนค RFLP maker ตรวจสอบรปแบบ DNA รวมกบการทาเจลอเลกโทรโฟลซส เพอแยกสลาย DNA ตามขนาดตางๆ ทตดดวยเอนไซมตดจาเพาะหลายชนด เรยกวาลายพมพ DNA (DNA fingerprint) เพราะลายพมพ DNA ของแตละคนจะแตกตางกน ยกเวนกรณฝาแฝดแท

• ปจจบนไดมการใชลายพมพ DNA ตรวจพสจนความเกยวพนคดตางๆ เชน การฆาตกรรม การทารายรางกาย • พสจนความสมพนธทางสายเลอด พสจนชาตพนธและการใหสทธในการอาศยบนแผนดนไทย การสบหาบคคลทเสยชวต เชน กรณเครองบนตก เหตการณสนาม เปนตน ประเทศไทยมสถาบนทตรวจลายพมพ DNA ไดเชน สถาบนนตเวช กองพสจนหลกฐาน สงกดสานกงานตารวจแหงชาต โรงพยาบาลตางๆ สถาบนนตวทยาศาสตร กระทรวงยตธรรม เปนตน

4. การประยกตใชในเชงการเกษตร

จากการใชเทคโนโลย DNA ทาใหทราบวายนใดในสตว ทาใหสตวนนใหลกษณะตามตองการได เชน ใหนานมมากขน เปนตน

การสรางสงมชวตดดแปรพนธกรรม (genetically modified organism: GMOs หรอ genetically engineered organism: GEOs) และทาขนทงในสตวและพช เชน

4.1 การสรางฟารมสตวทเสมอนโรงงานผลตยาดานการแพทย

เชน ผลตโปรตนยบยงเอนไซมททาลายเซลลปอดในผปวยโรคซสตก โบรซส (cystic fibrosis) และโรคระบบทางเดนหายใจเรอรงชนดอนๆ

4.2 การสรางสตวดดแปลงพนธกรรม (transgenic animals) เรมจากการแยกเซลลไขออกจากเพศเมย ฉดยนทตองการใสนวเคลยสของเซลลไข (microinjection) จะมเซลลไขบางเซลลยอมรบยนจากนนนาไปผสมพนธในหลอดทดลอง (in vitro fertilization) ถายฝากเขาตวแมผรบเพอเจรญเปนลกตวใหมทมยนทตองการอย โดยไมจาเปนตองมาจากสปชสเดยวกน

4.3 การสรางพชดดแปลงพนธกรรม (transgenic plant)

เปนการถายยนโดยใช Agrobacterium ซงเปนแบคทเรยแกรมลบ ตวอยางทนยมใชเชน Agrobacterium tumefaciens หรอใช gene gun ยงยนทเกาะอยบนผวอนภาคของทองใหเขาไปในเซลลพช จากนนยนจะแทรกตวรวมอยกบโครโมโซมของพชจนกลายเปนสวนหนงของโครโมโซมพช

การสรางพชดดแปรพนธกรรมสามารถทาไดงายกวาในสตว เนองจากมการศกษาเทคโนโลยการเพาะเลยงเนอเยอในหลอดทดลองซงสามารถสรางตนพชขนใหมจากชนสวนตางๆ ของพชได ตวอยางการสรางพชดดแปลงพนธกรรม เชน 1. พชตานทานแมลง เปนการถายยนบททสรางพษจากแบคทเรย

Bacillus thuringensis ซงสามารถทาลายตวออนของแมลงบางประเภทอยางเฉพาะเจาะจง โดยไมเปนอนตรายตอสงมชวตอน พชทมการถายยนสรางสารพษเขาไปในเซลล

ไดแก ฝาย ขาวโพด มนฝรง ยาสบ มะเขอเทศ เปนตน ขอดคอสามารถลดการใชสารเคมกาจดแมลงลงได

2. พชตานทานโรค เชน การดดแปรพนธกรรมมะละกอใหตานทานโรคใบดางจดวงแหวนซงเกดจากไวรส โดยนายนสรางโปรตนเปลอกไวรส (coat protein gene) ถายฝากเขาไปในเซลลมะละกอ เพอชกนาใหมะละกอสรางโปรตนดงกลาว จงสามารถตานทานเชอไวรสได

3. พชทเพมคณคาทางอาหาร เชน นายนจากตนแดฟโฟดล (Daffodils) และจากแบคทเรย Erwinia breteria ถายฝากใหขาว ทาใหขาวสามารถสรางวตามนเอในเมลดได เรยกวา ขาวสทอง (golden rice) เพอชวยลดภาวะการขาดวตามนในประเทศทขาดแคลนอาหาร

4. การยดอายของผลผลตใหยาวนานขน โดยนายนทยบยงการสงเคราะหเอทลนใสเขาไปในผลไมทาใหสกชาลง สามารถเกบรกษาไดนานขน เชน มะเขอเทศ เปนตน นอกจากนยงไดพยายามดดแปรพนธกรรมใหทนทานความแหงแลง ทนดนเคม และทนนาทวมอกดวย นอกจากนจากงานวจยของ รศ. ดร. พฒนา (ศรฟา) ฮนเนอร ไดนายนทสรางสนาเงนของดอกอญชนถายใหกบกลวยไมเพอสรางกลวยไมดอกสนาเงน

การปรบปรงพนธโดยอาศยการผสมพนธระดบโมเลกลหรอวธโมเลกลลารบรดดง (molecular breeding)

คอ การตรวจหายนจากเครองหมายทางพนธกรรม แลวคดเลอกสารพนธทมยนนนอย จากนนผสมพนธเพอใหไดลกษณะตามทตองการ โดยการตรวจสอบและคดเลอกเฉพาะรนตอไปทมเครองหมายทางพนธกรรมทลงคเกจยนทตองการ ทาใหการปรบปรงพนธเรวขน จงมโอกาสทจะไดพชหรอสตวพนธใหมทมลกษณะตางๆ รวมกนในระยะเวลาทเรวกวาเดม

• อาศยหลกการยบยงการทางานของโปรตนหรอทาใหโปรตนทางานผดปกต

• เมอศกษายอนกลบไปวาการเปลยนแปลงเกดขนทโปรตนใดยนใด จะทาใหทราบหนาทของยนนนได นนคอการชกนาทาใหเกดมวเทชน ทเรยกวา การสรางมวแทนท (mutant)

ใหมการเปลยนแปลงของบางฟโนไทป แลวศกษาวาการเปลยนแปลงนเกดขนทยนใด

• ตวอยางเชน รศ. ดร. อภชาต วรรณะวจตร และคณะ จากมหาวทยาลยเกษตรศาสตร

ศกษาพบวายนควบคมความหอมของขาวเหนยวเปนยนดอยอยบนโครโมโซมแทงท 8

และสามารถโคลนยน Os2AP ซงควบคมลกษณะความหอมของขาวไดสาเรจ

พบวาโปรตนทสรางยน Os2AP จะยบยงการสรางสารใหความหอม ดงนนถายบยงการแสดงออกของยน Os2AP จะไดขาวทมความหอม โดยสารใหความหอมในขาวมาจากสารหลกคอ 2-acetyl-1-pyroline ซงมกลนคลายขาวโพดคว

5. การใชพนธศาสตรเพอศกษาคนควายนและหนาทของยน

• เชน การสรายสายพนธพชทชวยบาบดสงแวดลอม (phytoremediation)

• หรอสายพนธจลนทรยทสามารถยอยสลายสารปนเปอนในดน นา ของเสยจากโรงงานอตสาหกรรม หรอเหมองแรกอนปลองลงสธรรมชาต แตการใชสงมชวตดดแปรพนธกรรมเหลานตองอยภายใตการควบคมและสอดคลองกบกฏหมายการควบคมการใช GMOs ในแตละประเทศ

6. การประยกตใชเพอสงแวดลอม