ประโยชน์ของ PCR ในการตรวจวินิจฉัยโรค

ปัจจุบันนี้นับได้ว่า PCR เป็นเทคนิคสำคัญมากในงานอณูชีวโมเลกุล ทั้งที่เป็นงานพื้นฐานในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์และการเกษตรสามารถใช้ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคจากพันธุกรรม ศึกษาความผันแปรหรือกลายพันธุ์ของพันธุกรรมหรือยีน ทำแผนที่ยีนและศึกษาลำดับเบสของยีนของสิ่งมีชีวิตได้ทุกชนิด ทั้งนี้เนื่องมาจากเทคนิคนี้สามารถเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอที่สนใจศึกษาให้มีปริมาณมากในเวลาอันรวดเร็ว และเป็นเทคนิคที่ทำได้ง่าย

ประโยชน์ของ PCR ทางด้านการแพทย์ ได้แก่ การตรวจวินิจฉัยโรคโดยการตรวจหาเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค (เช่น โรคเอดส์,วัณโรค,มาเลเรีย) การตรวจหายีนก่อมะเร็ง (เช่น มะเร็งเต้านม,มะเร็งลำไส้ใหญ่) ซึ่งประโยชน์ของ PCR ทางการแพทย์เหล่านี้ทำให้การวินิจฉัยโรคเพื่อป้องกันและรักษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ทางด้านการเกษตร PCR มีบทบาทมากในงานด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช การตรวจสอบสายพันธุ์พืช การตรวจวินิจฉัยโรคสายพันธุ์พืชต้านทานโรค การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพืชกับเชื้อโรครวมทั้งศึกษายีนกับตัวอื่น ๆ ของพืชและเชื้อโรค และการแสดงออกของยีนเหล่านั้นได้ ซึ่งเทคนิค PCR นี้ช่วยให้เข้าใจถึงพันธุกรรมของเชื้อโรคพืชและ พืชอาศัย ตลอดจนการนำไปใช้ในการป้องกันกำจัดโรคพืชที่เกิดจากเชื้อรา แบคทีเรีย และไวรัส หรือเชื้อสาเหตุโรคอื่น ๆ

ขณะนี้เทคนิค PCR ได้ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงกุ้ง ซึ่งเป็น อุตสาหกรรมส่งออกที่ทำรายได้ให้กับประเทศไทย 4-5 หมื่นล้านบาทต่อปี แต่ในปัจจุบันนี้เกษตรกรเริ่มประสบปัญหาจากโรคระบาดในบ่อเลี้ยงกุ้ง ซึ่งมีผลต่อผลผลิตกุ้งส่งออกทำให้ประเทศไทยสูญเสียรายได้ถึงปีละ 1-2 หมื่นล้านบาท สาเหตุของโรคระบาดในกุ้งที่พบ ส่วนใหญ่เกิดจากเชื้อไวรัสซึ่งต้องใช้เทคนิค PCR ในการตรวจสอบ ทำให้สามารถป้องกันการแพร่ระบาดของโรคได้ทันท่วงที นอกจากนี้การคัดเลือกสายพันธุ์กุ้งที่ดีเพื่อใช้ในการผสมพันธุ์ซึ่งมีความแปรปรวนพันธุกรรม (genetic diversity หรือ Variation) สูงจะไม่สามารถดำเนินไปได้ถ้าไม่ใช้วิธีการคัดเลือกที่มีประสิทธิภาพ และถูกต้องถึงระดับ พันธุกรรม

สารเคมีที่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา PCR

เนื่องจากการทำ PCR เป็นการสร้างสายดีเอ็นเอ สายใหม่ในหลอดทดลอง จึงต้องมีการเติมสารเคมีและสารตั้งต้นที่เกี่ยวข้อง เพื่อใช้ในการนำมาสร้างเป็นดีเอ็นเอสายใหม่ สารเคมีที่ต้องใช้ปฏิกิริยา PCR มีดังต่อไปนี้

1.  Deoxynucleotides (dNTPs) เป็นนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นหน่วยย่อยสำหรับนำไปสังเคราะห์ดีเอ็นเอสายใหม่
2.  DNA polymerase เป็นเอนไซม์สำหรับสังเคราะห์ดีเอ็นเอให้ช่วยเร่งปฏิกิริยาเชื่อมต่อนิวคลีโอไทด์ใหม่เข้ากับไพรเมอร์
3.  Primer เป็นดีเอ็นเอเริ่มต้นสายสั้น ๆ ที่มีลำดับเบสเป็นคู่สมกับดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบของการสังเคราะห์ ในการทำ PCR จึงต้องทราบลำดับเบสของดีเอ็นเอที่ต้องการจะเพิ่มจำนวน เพื่อใช้ในการสร้างไพเมอร์จำเพาะ
4.  PCR buffer เป็นสารละลายที่ควบคุมสภาวะของการทำปฏิกิริยาให้เหมาะสม เช่น pH และเกลือต่าง ๆ ซึ่งจะต้องมีอนุมูลแมกนีเซียม (Mg⁺⁺) อยู่ด้วย
5.  Template คือดีเอ็นเอต้นแบบหรือยีนส่วนที่ต้องการเพิ่มปริมาณ หรือเป็นตัวอย่างดีเอ็นเอ ที่ต้องการนำมาตรวจหาดีเอ็นเอจำเพาะ

สารเคมีที่เป็นส่วนผสมของปฏิกิริยา PCR จะผสมกันไว้ในหลอดทดลองเล็กปริมาตรสาร 20-100 ไมโครลิตร เมื่อนำหลอดส่วนผสมไปใส่ไว้ในเครื่องควบคุมอุณหภูมิที่เรียกว่า DNA thermal cycler (นิยมเรียกว่าเครื่อง Pcr) ที่ปรับอุณหภูมิได้ตามโปรแกรมที่กำหนด จะเกิดการสังเคราะห์ดีเอ็นเอสายใหม่ขึ้นในหลอด เมื่อเกิดปฏิกิริยาจนครบรอบและระยเวลาที่กำหนดจะได้ผลผลิตดีเอ็นเอ ขนาดที่ต้องการเป็นจำนวนมากเครื่องเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอ (PCR machine)

เครื่อง Thermal cycler หรือ PCR machine เป็นเครื่องที่จำเป็นในการทำ PCR ซึ่งเครื่องนี้มีอยู่หลายแบบและหลายระบบขึ้นกับการออกแบบและการคิดค้นของบริษัท ผู้ผลิต ข้อสำคัญคือต้องสามารถปรับเปลี่ยนอุณหภูมิได้เป็นขั้นตอนตามที่ตั้งไว้และทำงานหมุนเวียนกันหลาย ๆ รอบได้ตั้งโปรแกรมการทำงานได้และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ในแต่ละขั้นตอนใช้ระยะเวลาไม่นานนักระยะเวลาที่ใช้แต่ละขั้นคือ denaturing annealing และ extension อยู่ในช่วง 15 วินาที ถึง 10 นาที ดังนั้นการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอโดยวิธี PCR 25-40 รอบ จะใช้เวลาประมาณ 1.5-5 ชั่วโมงการวิเคราะห์ผลผลิตดีเอ็นเอจากปฏิกิริยา PCR

ดีเอ็นเอที่เกิดจากปฏิกิริยา PCR ในหลอดทลองจะไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าได้ ดังนั้นเพื่อตรวจหาดีเอ็นเอผลผลิตจะต้องนำตัวอย่างที่ทำ PCR มาแยกหาดีเอ็นเอโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า agarose gel electrophoresis ซึ่งเป็นการแยกดีเอ็นเอด้วยกระแสไฟฟ้าบนแผ่นวุ้น (Agarose gel) โดยระยะทางที่ดีเอ็นเอสามารถเคลื่อนที่ไปได้จะขึ้นอยู่กับขนาดของดีเอ็นเอและกระแสไฟฟ้าที่ใช้ ดีเอ็นเอที่แยกโดยวิธีนี้สามารถมองเห็นได้เมื่อย้อมด้วยสีพิเศษ ซึ่งจะเรืองแสงเมื่อเจอกับแสงอุตร้าไวโอเลต ซึ่งจะเห็นแถบดีเอ็นเอเรืองแสงบนแผ่นวุ้น

เทคนิค Polymerase Chain Reaction (PCR)

Polymerase Chain Reaction หรือ (PCR) เป็นเทคนิคสำหรับเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอโดยอาศัยหลักการ DNA Replication ซึ่งเป็นการสังเคราะห์สายดี เอ็น เอ สายใหม่ จาก ดีเอ็นเอต้นแบบในหลอดทดลองภายในระยะเวลาอันสั้นและได้ดีเอ็นเอสายใหม่เกิดขึ้นเป็นล้านเท่า เทคนิคนี้พัฒนาขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2528 โดย Kary Mullis และคณะแห่งบริษัท Cetus Corporation จุดเด่นของเทคนิค PCR คือ สามารถเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอ ได้อย่างเฉพาะเจาะจงโดยมีขั้นตอนการทำงานน้อยและใช้เวลาน้อย จนถึงปัจจุบันนี้เทคนิค PCR ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาในหลาย ๆ ด้านจนกระทั่งได้รับการยอมรับว่าเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญมากต่องานด้านอณูชีวโมเลกุล สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ทั้งกับงานวิจัยทางชีวโมเลกุลและพันธุวิศวกรรม เช่น การเพิ่มปริมาณยีน (gene cloning) การวิเคราะห์ลำดับเบสของยีน (gene sequencing) การสร้าง ดี เอ็น เอ ติดตาม (DNA probe) และการวิจัยประยุกต์ เช่น การศึกษาการแสดงออกของยีนจาก mRNA การสร้างยีนกลายพันธุ์ (in vitro mutagenesis) การบ่งชี้ตำแหน่งกลายพันธุ์บนยีน (point mutations and deletions) เป็นต้น

การโคลนนิ่ง

เทคนิค PCR ในการเพิ่มจำนวน DNA และวินิจฉัยโรคบางชนิด
ดีเอ็นเอคลังข้อมูลพันธุกรรม ดีเอ็นเอ หรือ Deoxyribonucleic (DNA) เป็นสารพันธุกรรมทำหน้าที่ควบคุมและถ่ายทอดลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต โดยดีเอ็นเอจะประกอบด้วยหน่วยย่อยพื้นฐานที่เรียกว่า “นิวคลีโอไทด์” อันเป็นชุดของโมเลกุลฟอสเฟต น้ำตาลเพนโตส และสารเคมีที่มีสมบัติเป็นด่างหรือ “เบส” 1 ตัว ซึ่งเบสจะมีอยู่ 4 ชนิดคือ adenine (A) , guanine (G) , cytosine (C) , thymine (T)
ลักษณะโครงสร้างของดีเอ็นเอประกอบขึ้นจากสายชุดนิวคลีโอไทด์ 2 สายที่มาพันเข้าด้วยกันเป็นลักษณะเกลียวคู่หรือบันไดเวียน โดยมีเบสที่เรียงรายอยู่ตามสายแต่ละสาย แต่ละสายทำหน้าที่ยึดจับระหว่างสายทั้งสอง และปรากฏว่าสายส่วนที่มีเบส A จะจับคู่สร้างพันธะกับเบส T และส่วนที่มีเบส G จะจับคู่เบส C ซึ่งการจับคู่กันนี้เรียกว่าเป็นเบสคู่สม  และแต่ละส่วนบนสายดีเอ็นเอนี้เองที่เป็นที่อยู่ของ “ยีน” (gene) ซึ่งเป็นส่วนที่บรรจุข้อมูลสำหรับการสร้างโปรตีนชนิดใดชนิดหนึ่ง โดยยีนที่ต่างกันก็จะมีตำแหน่งที่อยู่และการเรียงลำดับของเบสบนตัวมันแตกต่างกันไป

Cloning

การโคลนแกะดอลลี่

  การโคลนแกะดอลลี่

   การโคลนแกะดอลลี่ เป็นการค้นพบใหม่ ดอลลี่เกิดมาจาก สถาบันรอสลิน ผู้สร้างดอลลี่ โดยใช้เซลล์จากเต้านมของแกะหน้าขาวตัวหนึ่งซึ่งเจริญเต็มที่ ดูดเอานิวเคลียสของเซลล์ออกมา แล้วนำไปใส่ในไข่ที่ดูดมาจากรังไข่ของแกะหน้าดำซึ่งได้ดูดเอานิวเคลียสทิ้งไป เมื่อนำไปใส่แล้วก็นำเซลล์ที่ได้ไปใส่ในโพรงมดลูกของแกะหน้าดำตัวเดิม ให้เกิดการฝังตัวและตั้งครรภ์ได้ เมื่อครบกำหนดออกมาลูกของแกะหน้าดำที่คลอดออกมากลับกลายเป็นแกะหน้าขาว ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกับแกะหน้าขาวเจ้าของเซลล์เต้านมทุกประการ     เป็นครั้งแรกที่สามารถทำให้เกิดการสืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศ(Asexual reproduction) ในสัตว์ชั้นสูง เช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งการสืบพันธุ์จะเกิดขึ้นได้ ต้องอาศัยสารพันธุกรรมในโครโมโซมครึ่งหนึ่งมาจาก sperm ของพ่อ (n) และอีกครึ่งหนึ่งมาจากไข่ของแม่ (n) แต่การโคลนที่เกิดขึ้นนี้ สารพันธุกรรมในโครโมโซมทั้งหมด (2n) มาจากต้นแบบ ดังภาพ

โคลนนิ่ง คืออะไร ?

โคลนนิ่ง คืออะไร ?




ตามความหมาย โคลนนิ่ง (Cloning) หมายถึงการคัดลอก หรือทำซ้ำ (copy) นั่นเอง สำหรับทางการแพทย์ หมายถึงการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ ซึ่งมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนของเดิมทุกประการ การโคลนนิ่งเกิดอยู่เสมอในธรรมชาติ ตัวอย่างที่เห็นชัดเจนได้แก่ การเกิดฝาแฝดเพศเดียวกันและหน้าตาเหมือนกัน นั่นเอง กระบวนการโคลนนิ่งที่มนุษย์ทำขึ้น ได้นำมาใช้เป็นเวลานานแล้วโดยเราไม่รู้ตัว ได้แก่การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช และตัวอ่อนสัตว์ โดยการแยกเซลล์ ซึ่งทำกันทั่วไปในวงการเกษตร
แต่ข่าวที่เป็นที่น่าตื่นเต้นในวงการวิทยาศาตร์การแพทย์ไปทั่วโลก ได้แก่ การทำโคลนนิ่งแกะ ที่ชื่อว่า ดอลลี่ นับเป็นการค้นพบครั้งใหม่ของวงการทีเดียวดอลลี่ เกิดมาได้ยังไง ?
สถาบัน รอสลิน ผู้สร้างดอลลี่ขึ้นมา โดยใช้เซลล์จากเต้านมของแกะหน้าขาวตัวหนึ่งซึ่งเจริญเต็มที่ ดูดเอานิวเคลียสของเซลล์ออกมา แล้วนำไปใส่ในไข่ที่ดูดมาจากรังไข่ของแกะหน้าดำ ซึ่งได้ดูดเอานิวเคลียสทิ้งไป เมื่อนำไปใส่แล้ว ก็นำเซลล์ที่ได้ ไปใส่ในโพรงมดลูกของแกะหน้าดำตัวเดิม ให้เกิดการฝังตัวและตั้งครรภ์ได้ เมื่อครบกำหนด ออกมาลูกของแกะหน้าดำที่คลอดออกมากลับกลายเป็นแกะหน้าขาว ที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกับแกะหน้าขาว เจ้าของเซลล์เต้านมทุกประการแล้วมันแปลกยังไง เป็นความรู้ใหม่ตรงไหน ?
ความรู้จากการค้นพบใหม่นี้ มีหลายประการได้แก่
เป็นครั้งแรกที่สามารถทำให้เกิดการสืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศ (Asexual reproduction) ได้ในสัตว์ชั้นสูงเช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งแต่เดิมมา การสืบพันธุ์จะเกิดขึ้นได้ ต้องอาศัยสารพันธุกรรมในโครโมโซม ครึ่งหนึ่งมาจาก sperm ของพ่อ (n) และอีกครึ่งหนึ่ง มาจากไข่ของแม่(n) แต่การโคลนนิ่งที่เกิดขึ้นนี้ สารพันธุกรรมในโครโมโซมทั้งหมด (2n) มาจากต้นกำเนิดเดียวกัน คือ เซลล์เต้านมเซลเดียว
เป็นครั้งแรกที่พบว่า เซลล์ที่มีการจำแนกชนิด (differentiation) แล้ว ซึ่งทำหน้าที่เฉพาะ และไม่ทำหน้าที่อื่นอีก เช่น เซลล์เต้านม ซึ่งทำหน้าที่ผลิตน้ำนมแต่เพียงอย่างเดียว ไม่ทำหน้าที่อื่น สามารถย้อนกลับไปเป็นเซลล์ที่ไม่จำแนกชนิด (undifferentiated cell) เพื่อสามารถจำแนกชนิดได้อีกครั้ง กลายเป็นเซลล์สำหรับอวัยวะทุกส่วนในร่างกาย เช่น กล้ามเนื้อ, สมอง, ผิวหนัง, เลือด, อวัยวะต่าง ๆ
ทำให้เราได้ทราบว่า มีปัจจัยบางอย่าง (ซึ่งยังไม่ทราบว่าเป็นอะไร) ซึ่งน่าจะอยู่ในไข่ ส่วน cytoplasm สามารถทำให้ยีนหรือสารพันธุกรรม ซึ่งถูกหยุดการทำงานไปแล้ว เนื่องจากการจำแนกชนิด ให้กลับมาทำงานได้อีก ซึ่งเป็นที่ทราบกันอยู่แล้วว่า เซลล์ทุกชนิดในร่างกายของเรา มีสารพันธุกรรมเหมือนกันทุกประการ ไม่ว่าจะเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาว, เซลล์ตับอ่อน, แม้กระทั่งเซลล์ประสาท แต่การที่เซลล์เม็ดเลือดขาวสามารถจับกินเชื้อโรคได้ แต่สร้างฮอร์โมนอินสุลินไม่ได้ ในขณะที่เซลล์ตับอ่อน สามารถสร้างฮอร์โมนอินสุลินได้ แต่จับกินเชื้อโรคไม่ได้ เนื่องจากเซลล์เหล่านี้ มียีนบางตัวที่ถูกหยุดการทำงานไปแล้ว และบางตัวยังคงทำงานอยู่ไม่เหมือนกันในแต่ละชนิดของเซลล์แล้วมนุษย์เราได้ประโยชน์จากความรู้นี้ยังไงบ้าง ?
วิธีการโคลนนิ่งในการโคลนนิ่งเป็นการนำเอานิวเคลียสของเซลล์ต้นแบบไปถ่ายฝากในเซลล์ไข่ที่ดูดเอานิวเคลียสออกแล้ว จึงเอานิวเคลียสของเซลล์ต้นแบบไปผ่านกระแสไฟฟ้า เพื่อเหนี่ยวนำให้ผนังเซลล์หลอมติดกันแล้วจึงนำไปเพาะเลี้ยงให้มีการพัฒนาเป็นเอ็มบริโอจนถึงระยะย้ายฝากได้
การเตรียมเซลล์ไข่เพื่อรับการถ่ายฝากนิวเคลียส ใช้เซลล์ไข่มาทำการเพาะเลี้ยงให้ไข่อ่อนเจริญจนถึงระยะเมตาเฟส II ในห้องปฏิบัติการในน้ำยาเพาะเลี้ยง TCM 199 ที่เสริมด้วยฮอร์โมน ในอุณหภูมิ 39 องศาเซลเซียส และสภาวะแวดล้อมที่เหมาะสมมีความชื้นสูงเป็นเวลา 20 ถึง 24 ชั่วโมง เซลล์ไข่จะสุกถึงระยะเมตาเฟส II สังเกตจากเซลล์หุ้มเซลล์ไข่กระจายออกมาก นำเซลล์ไข่เหล่านี้มาดูดเอานิวเคลียสออกภายใต้กล้องจุลทรรศน์ที่ติดตั้งเครื่องมือจุลศัลยกรรม โดยมีปิเปตแก้วดูดจับเซลล์ไข่ไว้และปิเปตอีกข้างจะทำหน้าที่เจาะเซลล์ไข่เพื่อดูดเอานิวเคลียสออกมา ปิเปตแก้วเล็กๆนี้ได้รับการแต่งปลายให้เหมาะสมกับการใช้งาน จากนั้นใช้ปิเปตที่ดูดนิวเคลียสไปจับเซลล์ต้นแบบแล้วนำไปใส่ในเปลือกหุ้มเซลล์ไข่ ผนังเซลล์ทั้งสองจะสัมผัสกันจึงนำไปหลอมเซลล์ทั้งสองเข้าด้วยกัน ด้วยเครื่องหลอมเซลล์ ( electrofusion ) โดยใช้กระเสไฟฟ้าที่เหมาะสม นิวเคลียสที่เป็นเซลล์ต้นแบบอาจจะมาจากเซลล์เอ็มบริโอหรือเซลล์ร่างกายชนิดต่างๆนำเซลล์ที่หลอมแล้วมาทำการเพาะเลี้ยงต่อเพื่อให้มีการแบ่งตัวเป็นเอ็มบริโอจนถึงระยะนำไปย้ายฝากได้ การผลิตเอ็มบริโอเพื่อใช้เป็นเซลล์ต้นแบบ เอ็มบริโออาจได้จากการผสมตามธรรมชาติหรือผสมเทียมแล้วชะล้างออกมาจากตัวแม่หรือได้จากการผสมในหลอดทดลอง โดยเซลล์ไข่สุกที่ได้จากการเพาะเลี้ยง 20 ถึง 24 ชั่วโมงจะถูกนำมาปฏิสนธิกับเซลล์อสุจิของโคตัวผู้ซึ่งอาจเป็นเซลล์อสุจิที่ได้จากน้ำเชื้อสดหรือน้ำเชื้อแช่แข็งก็ได้ นำมาคัดเลือกเซลล์อสุจิโดยให้ว่ายน้ำขึ้นในน้ำยาเพื่อให้ได้เซลล์อสุจิที่มีอัตราการเคลื่อนไหวดี และนำมาเตรียมความพร้อมของหัวเซลล์อสุจิโดยใช้สารเฮปพาริน จึงนำไปผสมกับเซลล์ไข่โดยใช้เซลล์อสุจิที่มีคามเข้มข้น 1x106เซลล์/มิลลิลิตร เพาะเลี้ยงภายในเวลา 20 ชั่วโมง แล้วนำมาเพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์บุท่อนำไข่ เป็นเวลาประมาณ 4 ถึง 7 วัน แล้วแต่การเลือกใช้เซลล์จากเอ็มบริโอระยะใดอาจเพาะเลี้ยงจนหลุดออกจากเปลือกหุ้มและเกาะติดจานแก้วทำให้ได้เซลล์ที่เรียกว่าเซลล์ต้นกำเนิดเอ็มบริโอจึงจะนำมาใช้เป็นเซลล์ต้นแบบได้
แม้ว่าการโคลนนิ่งจะมีความน่ากลัวเป็นเงาแฝงอยู่ในแง่ที่ว่านักวิทยาศาสตร์สามารถโคลนนิ่งมนุษย์ได้ แต่ถ้าสังคมมีกฎเกณฑ์และกฏหมายการโคลนนิ่งมนุษย์ การโคลนนิ่งก็ไม่ใช่เรื่องที่น่ากลัวอีกต่อไปแต่เป็นการให้ประโยชน์มากกว่า
ประโยชน์ที่ได้รับจากโคลนนิ่ง ได้แก่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจขบวนการทำงานของยีน และการจำแนกชนิดของเซลล์ เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ได้ในการแพทย์ เช่น ในอนาคตเมื่อเราทราบปัจจัยที่ทำหน้าที่ ปิด หรือเปิด การทำงานของยีน จะสามารถนำมารักษาโรคได้ เช่น ผู้ป่วยสมองตายจากอัมพาต ในอนาคตอาจสามารถกระตุ้นให้เซลล์สมอง แบ่งตัวทดแทนเซลล์ที่ตายไปได้ หรือผู้ป่วยที่ไตวาย สามารถกระตุ้นการทำงานและแบ่งตัวเซลล์ไตที่เหลืออยู่ให้ทำหน้าที่ทดแทนได้
มีประโยชน์ในการอนุรักษ์พันธุ์สัตว์และพืชหายาก และใกล้สูญพันธุ์ ให้แพร่ขยายจำนวนขึ้นได้รวดเร็วกว่าการผสมกันตามธรรมชาติ
คู่สมรสที่ไม่มีโอกาสให้กำเนิดบุตรด้วยวิธีอื่น อาจมีโอกาสได้บุตรมากขึ้น
ด้านการปลูกถ่ายอวัยวะ อาจได้อวัยวะที่เข้ากันได้ ลดความเสี่ยงต่อการใช้ยากดภูมิคุ้มกันแล้วไม่มีข้อเสียหรือโทษบ้างเลยหรือ ?
ข้อระมัดระวัง และประเด็นสำคัญของโคลนนิ่ง ที่สำคัญที่สุดในด้านจริยธรรม ทำให้เกิดความหวาดกลัวจนประธานาธิบดี บิล คลินตัน สั่งระงับการค้นคว้าวิจัยเรื่องนี้ไว้ก่อน ได้แก่
การทำโคลนนิ่งทำให้เกิดการคัดเลือกสายพันธุ์ที่ดีในการเป็นต้นแบบ ซึ่งปัญหาอยู่ที่ว่า เราใช้อะไรเป็นเกณฑ์ตัดสินว่าลักษณะอย่างใด ที่เรียกว่าดี อย่างไรไม่ดี เนื่องจากลักษณะอย่างหนึ่ง ในสถานการณ์หรือสภาวะหนึ่ง อาจเป็นสิ่งดี แต่อีกสถานการณ์หนึ่งอาจจะไม่ดีก็ได้ เช่น ผิวดำ กับ ผิวขาว ดีหรือไม่, กรุ๊ปเลือดอะไร ฯลฯ
ความเหมือนกัน ทำให้สูญเสียความมีเอกลักษณ์ และความหลากหลาย อันเป็นต้นกำเนิดของวิวัฒนาการ ถ้าทุกคนทุกชีวิต เหมือนกันหมด จะไม่มีการพัฒนาสายพันธุ์ที่ดีขึ้น
การทำโคลนนิ่งในมนุษย์ด้วยจุดประสงค์อันใดก็ตาม ก่อให้เกิดปัญหาจริยธรรมตามมามากมาย เช่น การทำโคลนนิ่งเพื่อต้องการอวัยวะมาเปลี่ยน แล้วจะถือว่าสิ่งที่โคลนขึ้นมาเป็นมนุษย์ด้วยหรือไม่ หรือเป็นเพียงสิ่งมีชีวิตธรรมดา, ปัญหาทางกฎหมาย ใครเป็นตัวจริง ตัวปลอม, การพิสูจน์บุตร, การค้นหาผู้กระทำผิดในคดีต่าง ๆ, การจำแนกคนโดยใช้การตรวจ DNA เป็นต้น


โดยสรุปแล้ว เห็นได้ว่าการทำโคลนนิ่งเป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่อย่างหนึ่ง แต่มีประเด็นตามมาอีกมากมาย ทั้งในทางบวกและลบ แต่ควรตระหนักไว้ว่า "การค้นพบความจริงทางธรรมชาติเป็นสิ่งที่ดีและมีประโยชน์เสมอ แต่จะเกิดโทษหรือไม่ขึ้นกับว่ามนุษย์นำความรู้นี้ ไปประยุกต์ใช้อย่างไร"

ตัวอย่าง สัตว์พืช จีเอ็มโอ ในต่างประเทศ

ตัวอย่าง สัตว์พืช จีเอ็มโอ ในต่างประเทศ


 ข้าวสีทอง:อีกในไม่นานหากมีการยอมรับ ผลิตภันท์ จีเอ็มโอมากขึ้น ข้าวที่เราทานอาจจะเปลี่ยนแปลงไป ไม่ขาวอย่างที่เราคุ้น ๆ กัน  เพราะสามารถสร้างข้าวสีทอง ขึ้นมาได้แล้ว  ข้าวพันธุ์นี้ดีตรงที่ในเมล็ดข้าว นอกจากมีสารอาหารคาร์โบไฮเดรตและอื่นๆ ที่มีอยู่ในข้าวโดยทั่วไปแล้วยังมี วิตามินเอ เพิ่มเข้ามาด้วยและเพราะข้าวนี้สามารถสร้างวิตามินเอได้ มันจึงมีสีเหลืองสวยเหมือนทองเพราะว่าในกระบวนการที่สร้างวิตามินเอ นี้ต้นข้าวต้องสร้าง beta carotene(มีสีเหลือง)ขึ้นมาก่อน 

 ปลาแซลมอนยักษ์:ปลาแซลมอนเป็นปลาที่นิยมบริโภคกันมากในต่างประเทศ โดยเฉพาะถ้าเกิดว่าจะย่างปลาก็จะไม่ต้องคิดกันไปถึงปลาอื่นเลย มีบริษัทหนึ่งในประเทศสหรัฐอเมริกากำลังพยายามอย่างเต็มที่ ที่จะขออนุญาติทำการผลิตและจำหน่ายปลา Atlantic แซลมอน (Salmon salar) ที่มียีนควบคุมการผลิตฮอร์โมนที่ได้มาจากปลา Pacific chinook แซลมอน เกี่ยวกับการสร้างฮอร์โมนที่สำคัญต่อการเจริญเติบโตในปลา  ทำให้มีการเจริญเติบโตที่รวดเร็วและมีขนาดใหญ่ขึ้นกว่าปลาที่ไม่มียีนที่เพิ่มขึ้นมานี้  ถึงประมาณ 13 เท่า

พืช GMO

พืช GMO
สารพันธุกรรมหรือที่เรียกว่า DNA เป็นสารเคมีที่ประกอบกันขึ้นเป็นหน่วยพันธุกรรมหรือ ยีน (GENE) และสิ่งมีชีวิตดังกล่าวอาจจะเป็นสัตว์ พืช หรือจุลินทรีย์จุลินทรีย์ GMO นั้นใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและยา และมีจุลินทรีย์ GMO ที่มีคุณสมบัติพิเศษในการกำจัดคราบน้ำมันได้ดี

พืช GMO เช่น ฝ้าย ข้าวโพด มันฝรั่ง มะละกอ เรานิยมทำ GMO ในพืชเพราะว่าทำได้ง่ายกว่าสัตว์ และสามารถศึกษาพืช GMO ได้หลายๆ ชั่วอายุของพืช (Generation) เพราะว่าพืชมีอายุสั้นกว่าสัตว์ ซึ่งอายุของสัตว์แต่ละ Generation นั้นกินเวลานานหลายปี
สัตว์ GMO เช่น ปลาแซลมอน ซึ่ง Modified หมายความว่า ปลานี้ได้รับการปรุงแต่ง หรือดัดแปลงโดยมนุษย์ไปเรียบร้อยแล้ว ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหาร เพราะมนุษย์ล้นโลกได้เป็นอย่างดี จึงเป็นวิธีพัฒนาการทางด้านอาหารสำหรับบริโภคของมนุษย์
วิธีการทำ GMOปัจจุบันนักเทคโนโลยีชีวภาพได้ทำการศึกษาวิจัยด้าน GENE หรือ GENOME ทำให้สามารถวิเคราะห์โครงสร้างในสิ่งที่มีชีวิตและยีน เพื่อปรับปรุงคุณลักษณะให้ดีกว่าเดิม คือ การทำ GMO นั่นเอง

GENETIC ENGINEERING หรือพันธุวิศวกรรมนั้น เป็นวิธีการที่เรียกว่า Biotechnology หรือเทคโนโลยีทางชีวภาพ เป็นวิธีการที่คัดเลือกสายพันธุ์โดยทำลงไปที่ยีนที่ต้องการโดยตรง แทนวิธีการผสมพันธุ์แบบเก่า แล้วคัดเลือกลูกสายพันธุ์ผสมที่มีลักษณะตามความต้องการ ถึงแม้ว่าจะใช้เวลานานก็ตาม

วิธีการทำ GMO มี 2 ขั้นตอนดังนี้
1. เจาะจงโดยการค้นหายีนตัวใหม่หรือจะใช้ยีนที่เป็น TRAITS (มีคุณลักษณะแฝง) ก็ได้ ตามที่เราต้องการ ยีนตัวนี้อาจจะมาจากพืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์ก็ได้
2. นำเอายีนจากข้อที่ 1. ถ่ายทอดเข้าไปอยู่ในโครโมโซมของเซลล์ใหม่ ซึ่งทำได้หลายวิธี
พืช GMO วิธีหลักที่ใช้กันในปัจจุบัน มี 2 วิธีคือ
  2.1 ใช้จุลินทรีย์ เรียกว่า Agro-Bacterium เป็นพาหะช่วยพายีนเข้าไป ซึ่งคล้ายกับการใช้รถลำเลียงสัมภาระเข้าไปไว้ในที่ที่ต้องการ
  2.2 ใช้ปืนยีน (GENE GUN) ยิงยีนที่เกาะอยู่บนผิวอนุภาคของทอง ให้เข้าไปในโครโมโซมเซลล์พืช กระสุนที่ยิงเข้าไปเป็นทองและนำ DNA ติดกับผิวของกระสุนที่เป็นอนุภาคของทอง และยิงเข้าไปในโครโมโซมด้วยแรงเฉื่อย จะทำให้ DNA หลุดจากผิวของอนุภาคของทอง เข้าไปอยู่ในโครโมโซม ส่วนทองก็จะอยู่ภายในเนื้อเยื่อโดยไม่มีปฏิกิริยาใดๆ
เมื่อเข้าไปที่ใหม่ จะโดยวิธี 2.1 หรือ 2.2 ก็ตาม ยีนจะแทรกตัวรวมอยู่กับโครโมโซมของพืช จนกลายเป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซมพืช การถ่ายทอดยีนเข้าสู่พืชนั้นมิได้เป็นการถ่ายทอดเฉพาะยีนที่ต้องการเท่านั้น แต่เป็นการถ่ายทอดชุดของยีนเรียกว่า GENE CASSETTE โดยนักวิทยาศาสตร์ที่นำเอายีนที่ต้องการนั้น ไปผ่านขบวนการเสริมแต่ง เพื่อเพิ่มตัวช่วย ได้แก่ ตัวควบคุมการทำงานของยีนให้เริ่มต้นและยุติ และตัวบ่งชี้ปรากฏการณ์ของยีน ซึ่งตัวช่วยทั้งสองเป็นสารพันธุกรรมหรือยีนเช่นกัน ทั้งหมดจะถูกนำมาเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเป็นชุดของยีนก่อนจะนำชุดของยีนนั้น ไปฝากไว้กับเชื้ออะโกรแบคทีเรียมหรือนำไปเคลือบลงบนผิวอนุภาคของทองอีกทีหนึ่ง
นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องพ่วงตัวช่วยเหล่านั้นกับยีนที่ต้องการเพื่อใส่ยีนเข้าไปในเซลล์พืช ให้สามารถทำงานได้ หรือสามารถควบคุมให้มีการสร้างโปรตีนได้ เมื่อมีตัวควบคุมการทำงานของยีนให้เริ่มต้นหรือให้ยุติ ก็เปรียบเหมือนกับสวิตช์ที่เปิดปิดได้นั่นเอง
นอกจากนี้ยังต้องมีวิธีการติดตามหรือสะกดรอยชุดยีนที่ใส่เข้าไป พืช GMO โดยตรวจหาสัญญาณตัวบ่งชี้การปรากฏของยีน ซึ่งตัวบ่งชี้นี้ช่วยให้สามารถคัดแยกเซลล์พืชหรือต้นพืชที่ได้รับการใส่ชุดยีนได้
วิธีการตรวจหา GMO ในพืชหรือในอาหาร
วิธีการดูด้วยตาเปล่าไม่สามารถบอกได้ว่าพืชชนิดใดเป็น GMO ต้องใช้เทคนิคชั้นสูง ต้องมีแลบ มีเครื่องมือ มีนักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญตรวจหาสาร GMO คือ ยีนที่ทำหน้าที่เป็นสวิตช์เปิดคือ 35 S PROMOTER และส่วนที่เป็นสวิตซ์ปิดเรียกว่า NOS TERMINATOR หรือตรวจยีนตัวเลือก เรียกว่า MARKER GENE หรือ SELECTABLE MARKE GENE จะค่อนข้างยุ่งยากและลำบากในการตรวจพอสมควร

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ

       การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช เป็นวิธีการขยายพันธุ์พืชวิธีหนึ่ง แต่มีการปฏิบัติภายใต้สภาพที่ควบคุม เรื่อง ความสะอาดแบบปลอดเชื้อ อุณหภูมิ และแสง ด้วยการนำชิ้นส่วนของพืชที่ยังมีชีวิต เช่น ลำต้น ยอด ตาข้าง ก้านช่อดอก ใบ ก้านใบ อับละอองเกสร เป็นต้น มาเพาะเลี้ยงบนอาหารสังเคราะห์ และชิ้นส่วนนั้นสามารถ เจริญและพัฒนาเป็นต้นพืชที่สมบูรณ์ มีทั้งส่วนใบ ลำต้น และรากที่สามารถนำออกปลูกในสภาพธรรมชาติได้ ที่ผ่านมามีการนำเทคนิคการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชประยุกต์ใช้กับงานด้านเภสัชวิทยา และชีววิทยา แต่ปัจจุบันมีการพัฒนา และนำมาใช้แก้ปัญหาหรือเพื่อประโยชน์ในภาคเกษตร และภาคอุตสาหกรรมกันมาก ขึ้น เช่น การนำเมล็ดไผ่มาผลิต-ขยายด้วยวิธีเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เมื่อครั้งเกิดเหตุการณ์ไผ่ออกดอกประมาณปี 2538 หรือการนำหน่อที่มีคุณลักษณะที่ดีของหน่อไม้ฝรั่งมาผลิต-ขยายด้วยวิธีเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เพื่อลดปัญหา การใช้เมล็ดซึ่งมีการคละเพศ นอกเหนือจากราคาของเมล็ดพันธุ์ที่ค่อนข้างสูง และยังต้องนำเข้าจากต่างประเทศ อีกด้วย เป็นต้น

ประโยชน์ของการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ

คุณสมบัติที่ถูกนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์ของวิธีเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อมีหลายข้อพอสรุปได้ดังนี้
1. สามารถผลิตต้นพันธุ์พืชปริมาณมาณมากในระยะเวลาอันรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น หากพืชสามารถเพิ่ม ปริมาณได้ 3 เท่า ต่อการย้ายเนื้อเยื่อลงอาหารใหม่ทุกเดือนๆ ละ 1 ครั้ง เมื่อเวลาผ่านไป 6 เดือน จะสามารถผลิต ต้นพันธุ์พืชได้ถึง 243 ต้น
2. ต้นพืชที่ผลิตได้จะปลอดโรค โดยเฉพาะโรคที่มีสาเหตุจากเชื้อไวรัส มายโคพลาสมา ด้วยการตัด เนื้อเยื่อเจริญที่อยู่บริเวณปลายยอดของลำต้น ซึ่งยังไม่มีท่อน้ำท่ออาหาร อันเป้นทางเคลื่อนย้ายของเชื้อโรค ดังกล่าว
3. ต้นพืชที่ผลิตได้ จะมีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนต้นแม่ คือ มีลักษณะตรงตามพันธุ์ ด้วยการใช้ เทคนิคของการเลี้ยงจากชิ้นตาพืชพัฒนาเป็นต้นโดยตรง หลีกเลี่ยงขั้นตอนการเกิดกลุ่มก้อนเซลล์ที่เรียกว่า แคลลัส
4. ต้นพืชที่ผลิตได้จะมีขนาดสม่ำเสมอ ผลผลิตที่ได้มีมาตรฐานและเก็บเกี่ยวได้คราวละมากๆ พร้อมกัน หรือในเวลาเดียวกัน
5. เพื่อการเก็บรักษาหรือแลกเปลี่ยนพันธุ์พืชระหว่างประเทศ เช่น การมอบเชื้อพันธุ์กล้วยในสภาพปลอดเชื้อ ขององค์กรกล้วยนานาชาติ (INIBAP) ให้กรมส่งเสริมการเกษตร เมื่อปี พ.ศ. 2542
6. เพื่อประโยชน์ด้านการสกัดสารจากต้นพืช นำมาใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ เช่น ยาฆ่าแมลง ยารักษาโรค เป็นต้น

พันธุ์พืชที่ทำการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ
1. อ้อย
2. เบญจมาศ
3. สตรอเบอรี่
4. หน่อไม้ฝรั่ง
5. ขิง
6. มันฝรั่ง
7. สับปะรด
8. สมุนไพร
9. กล้วย
10. กระเจียว/ปทุมมา
11. ปูเล่
12. ไผ่
13. กล้วยไม้ป่า
14. สมุนไพร

ห้องปฏิบัติการเพาะเลี้ยง

ห้องปฏิบัติการ ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วน คือ
1. ห้องเตรียมอาหาร ควรเป็นห้องที่มีโต๊ะสำหรับเตรียมสารเคมี อ่างน้ำ ตู้เย็น สำหรับเก็บสารละลายเข้มข้น เครื่องชั่ง เครื่องวัดความเป็นกรด – ด่าง เตาหลอมอาหาร หม้อนึ่งฆ่าเชื้อจุลินทรีย์แบบความดันไอน้ำ

2. ห้องถ่ายเนื้อเยื่อ เครื่องมือสำคัญในห้องนี้คือ ตู้สำหรับเลี้ยงหรือถ่ายเนื้อเยื่อ เป็นตู้ที่มีอากาศถ่ายเทผ่านแผ่นกรอง ที่สามารถกรองจุลินทรีย์ไว้ได้ตลอดเวลา ทำให้อากาศภายในตู้บริสุทธิ์ ช่วยให้ทำงานสะดวกรวดเร็ว

3. ห้องเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช สภาพแวดล้อมที่เหมาะสมในการเลี้ยงเนื้อเยื่อจะแตกต่างกันสำหรับพืชแต่ละชนิด โดยทั่วไปมักจะปรับสภาพแวดล้อมภายในห้องให้มีอุณหภูมิประมาณ 25 องศาเซลเซียส ระยะเวลาที่ให้แสงประมาณ 12 – 16 ชั่วโมง / วัน ความเข้มของแสง 1,000 – 3,000 ลักซ์

การดูแลห้องเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชจะต้องสะอาดอยู่เสมอ หมั่นตรวจดูขวดหรือภาชนะที่เลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ถ้าพบว่ามีจุลินทรีย์ขึ้นปะปน จะต้องรีบนำออกไปต้มฆ่าเชื้อและล้างทันที ไม่ให้เป็นที่ สะสมเชื้อจุลินทรีย์ซึ่งอาจแพร่กระจายภายในห้องได้

อุปกรณ์ในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ
1. พันธุ์พืชที่จะนำมาเพาะเลี้ยงควรสะอาด ปราศจากโรคและเป็นส่วนที่สำคัญที่ยังอ่อนอยู่ เช่น ตาเป็นอวัยวะที่ดีที่สุด ส่วนใบ ดอก ราก ก็สามารถนำมาเลี้ยงได้
2. เครื่องแก้วต่าง ๆ ได้แก่ ฟลาสค์ บีคเกอร์ ปิเปตต์ จานเพาะเชื้อ กระบอกตวง ขวดสำหรับเลี้ยงเนื้อเยื่อ
3. สารเคมีต่าง ๆ
3.1 สารเคมีที่ใช้ฆ่าเชื้อที่ติดมากับผิวพืช เช่น คลอรอกซ์ เอททิลแอลกฮอล์ เมอคิวริคคลอไรด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
3.2 สารเคมีที่ใช้เตรียมสูตรอาหารต่าง ๆ
3.3 สารเคมีที่ควบคุมการเจริญเติบโต
3.4 น้ำตาลซูโครส
3.5 วุ้น
4. เครื่องมือผ่าตัด ได้แก่ มีดผ่าตัด ปากคีบ
5. ตู้ถ่ายเนื้อเยื่อ
6. อุปกรณ์เบ็ดเตล็ดต่าง ๆ
7. อาหารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ

ความสำเร็จในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง สิ่งที่สำคัญมากอย่างหนึ่งคือองค์ประกอบของอาหารที่เหมาะสม ซึ่งต้องประกอบด้วยอาหารที่พืชสามารถนำไปใช้อย่างมี ประสิทธิภาพ สูตรอาหารเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้
1. สารอนินทรีย์
2. สารประกอบอินทรีย์
3. สารที่ได้จากธรรมชาติ 4. สารไม่ออกฤทธิ์

สารอนินทรีย์ ได้แก่ ธาตุอาหารหลัก คือ ธาตุอาหารที่พืชจำเป็นต้องใช้ในปริมาณมาก เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โปรแตสเซียม กำมะถัน แคลเซียม แมกนีเซียม และธาตุอาหารรองหรือธาตุอาหารที่พืชจำเป็นใช้ในปริมาณน้อย เช่น แมงกานีส สังกะสี ทองแดง โมลิบดีนัม โบรอน ไอโอดีน โคบอล คลอรีน
สารประกอบอินทรีย์ แบ่งออกได้หลายพวก คือ
2.1 น้ำตาล
2.2 ไวตามิน ชนิดที่มีความสำคัญ ได้แก่ ไธอะมีน
2.3 อมิโนแอซิค เช่น ไกลซีน

สารควบคุมการเจริญเติบโต ได้แก่ ออกซิน ไซโตไคนิน จิบเบอเรลลิน
สารอินทรีย์พวก อิโนซิทอล อะดีนีน ช่วยส่งเสริมให้เกิดยอด ซิตริคหรือแอสคอบิคแอซิดช่วยลดน้ำตาลที่บริเวณชิ้นส่วนพืช
สารที่ได้จากธรรมชาติ เช่น กล้วยบด น้ำมะพร้าว น้ำส้มคั้น น้ำมะเขือเทศ
สารไม่ออกฤทธิ์ เช่น วุ้นช่วยให้พืชตั้งอยู่ได้ ผงถ่านช่วยดูดซับสารพิษที่พืชสร้าง ออกมาและเป็นพิษกับพืชเอง
การเตรียมสารละลายเข้มข้น
การเตรียมอาหารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช จะไม่เตรียมโดยการชั่งสารเคมีในแต่ละครั้งที่เตรียม แต่จะเตรียมเป็นสารละลายเข้มข้น คือ การรวมสารเคมีพวกที่สามารถรวมกันได้โดยไม่ตกตะกอน ไว้ด้วยกัน

วิธีการเตรียมเริ่มจากชั่งสารเคมีตามจำนวนที่ต้องการ ละลายสารแต่ละชนิดให้หมดก่อนแล้วจึงนำมาผสมกัน เติมน้ำกลั่นให้ได้ปริมาณที่ต้องการ กวนให้เข้ากัน แล้วจึงบรรจุในขวดสารละลาย ลงรายละเอียดชนิดของสาร ความเข้มข้น วันเดือนปี ปริมาตร แล้วเก็บในตู้เย็น
วิธีการเตรียมอาหารเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช
1. นำสารละลายเข้มข้นชนิดต่าง ๆ มาผสมกัน ค่อย ๆ กวนให้เข้ากันจนหมดครบทุกชนิด
2. เติมน้ำตาล แล้วเติมน้ำกลั่นให้ได้ปริมาตรที่ต้องการ ปรับ pH 5.6 – 5.7
3. นำวุ้นผสมกับอาหารที่เตรียม หลอมวุ้นให้ละลาย
4. บรรจุลงในขวดอาหารในปริมาตรเท่า ๆ กัน ปิดฝาให้สนิท

การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์
การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในอาหาร
นำขวดที่บรรจุอาหารแล้วไปนึ่งฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งความดันไอน้ำที่อุณหภูมิ 121 องศาเซลเซียส ความดัน 15 ปอนด์ / ตารางนิ้ว เป็นเวลา 15 – 20 นาที

การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์บริเวณภายนอกชิ้นส่วนพืช
เป็นสิ่งจำเป็นและสำคัญที่จะต้องฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ติดมากับบริเวณผิวนอกของชิ้นส่วนพืช เนื่องจากอาหารที่ใช้เพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืชมีธาตุอาหารและไวตามิน ที่จุลินทรีย์ต่าง ๆ เจริญได้ดีและรวดเร็วกว่าเนื้อเยื่อพืช การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำได้สะดวกและได้ผลดี โดยการใช้สารเคมีชนิดที่สามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ได้หมดทุกชนิด และล้างออกได้ง่าย เพราะถ้าล้างออกได้ยาก สารเคมีเหล่านี้จะมีผลทำให้เนื้อเยื่อพืชตาย หรือมีการเจริญเติบโตไม่ดีเท่าที่ควร
การเติมน้ำยาซักฟอกลงไปในสารเคมีที่ใช้ฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ จะทำให้ประสิทธิภาพสารเคมีเหล่านั้นดีขึ้น เนื่องจากจะทำให้ลดแรงตึงผิวบริเวณผิวนอกของชิ้นส่วนพืช สารเคมีจะแทรกซึมเข้าไปทำลายจุลินทรีย์ตามซอกต่าง ๆ ได้ดีขึ้น การเตรียมสารเคมีฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ทำโดยตวงสารให้ได้ปริมาณตามที่ต้องการ แล้วเติมน้ำกลั่นที่นึ่งฆ่าเชื้อและน้ำยาซักฟอกลงไป เขย่าให้เข้ากัน การเตรียมนี้ควรเตรียมใหม่ทุกครั้งที่ใช้

วิธีการเลี้ยงเนื้อเยื่อ
1. นำชิ้นส่วนพืชที่ต้องการมาล้างน้ำให้สะอาด
2. ตกแต่งชิ้นส่วนพืช ตัดส่วนที่ไม่ต้องการออก
3. นำชิ้นส่วนพืชจุ่มในแอลกอฮอล์ 95 % เพื่อลดแรงตึงผิวบริเวณนอกชิ้นส่วนพืช
4. นำชิ้นส่วนพืชมาเขย่าในสารฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่เตรียมไว้นาน 10 – 15 นาที
5. ใช้ปากคีบคีบชิ้นส่วนพืช ล้างในน้ำกลั่นที่นึ่งฆ่าเชื้อ 3 ครั้ง
6. ตัดชิ้นส่วนพืชตามขนาดที่ต้องการแล้ววางบนอาหารสังเคราะห์
7. ลงรายละเอียด เช่น ชนิดพืช วันเดือนปี หรือรหัส ในการทำการฆ่าเชื้อที่ติดมากับผิวพืช และการนำไปเลี้ยงบนอาหารทำในตู้ถ่ายเนื้อเยื่อ โดยตลอด

การดูแลเนื้อเยื่อระหว่างการเลี้ยง
1. นำขวดเลี้ยงเนื้อเยื่อไปวางบนชั้นในห้องเลี้ยงเนื้อเยื่อ โดยปรับสภาพแวดล้อมให้เหมาะสมโดยทั่วไปปรับอุณหภูมิภายในห้องประมาณ 25 องศาเซลเซียส ระยะเวลาที่ให้แสงประมาณ 12 – 16 ชั่วโมง / วัน ความเข้มของแสง 1,000 – 3,000 lux
2. เนื้อเยื่อพืชที่เลี้ยงควรเปลี่ยนอาหารใหม่ทุก 2 สัปดาห์ ระหว่างการเลี้ยงตรวจดู
3. การเจริญเติบโต สังเกตุการเปลี่ยนแปลง บันทึกรายงานไว้เพื่อเป็นข้อมูล
4. การย้ายพืชออกจากขวดเลี้ยงเนื้อเยื่อเพื่อลงปลูกในกระถาง

เมื่อพืชเจริญเติบโตเป็นต้นที่สมบูรณ์แล้ว ก็นำลงปลูกในกระถางดังนี้
1. เตรียมทราย : ถ่านแกลบ หรือ ทราย : ขุยมะพร้าว อัตราส่วน 1 : 1 ใส่กระถางหรือกระบะพลาสติค
2. ใช้ปากคีบ คีบต้นพืชออกจากขวดอย่างระมัดระวัง
3. ล้างเศษวุ้นที่ติดอยู่บริเวณรากออกให้หมด
4. จุ่มยากันรา ตามอัตราส่วนที่กำหนดในสลากยา

ปลูกในกระถางหรือกระบะ
นำไปไว้ในตู้ควบคุมความชื้น แสง อุณหภูมิ หรือนำไว้ในกระบะพ่นหมอก เมื่อพืชเจริญตั้งตัวดีแล้วจึงย้ายลงแปลงปลูกต่อไป

ประโยชน์ของเทคโนโลยีชีวภาพ

ปัจจุบันเทคโนโลยีชีวภาพถูกนำมาใช้ประโยชน์มากมาย ได้แก่

                                                                                   

1. เทคโนโลยีชีวภาพกับการแพทย์ โดยนำมาผลิตเป็นยาปฏิชีวนะและวัคซีนชนิดต่างๆ ฮอร์โมน ที่ควบ คุมการเจริญเติบโตในเด็กแคระยาทำลายเชื้อจุลินทรีย์เฉพาะชนิด ไม่ทำลายเซลล์ร่างกาย การสร้างสารที่กระตุ้นให้การผลิตเม็ดเลือด แดงของเซลล์กระดูก รวมทั้งการตรวจสอบโรค ทางพันธุกรรม

2. เทคโนโลยีชีวภาพกับการอาหาร  ในขณะที่โลกมีแนวโน้มที่จะเผชิญปัญหาการขาดแคลนอาหารก็ได้ มีการปรับปรุงพืชพันธุ์ใหม่ ให้ผลผลิตสูงทนต่อสภาพดินฟ้าอากาศที่ แห้งแล้ง การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อเพื่อขยายพันธุ์การตัดต่อยีน การใช้ จุลินทรีย์ หรือโปรตีนเซลล์เดียว ซึ่งมีโปรตีนสูงมาใช้เป็นอาหารสัตว์ การผลิตอาหารที่มีคุณค่าทางโปรตีนสูง การนำวัสดุเหลือใช้จากโรง งานอุตสาหกรรมกระดาษ มาผลิตเป็นอาหารสัตว์ การผลิตฮอร์โมน เพื่อควบคุม และเร่งการเจริญเติบโตของสัตว์ การลดโคเลสเตอรอล ในไข่แดง การปรับปรุงคุณภาพน้ำมันในพืช คาโนลา เป็นต้น

3. เทคโนโลยีกับสิ่งแวดล้อม 
ได้แก่ การกำจัดขยะมูลฝอย ของเสียจากโรงงานและในบางครั้ง ยัง สามารถสร้างสารอื่นอันเป็นประโยชน์ต่อของเสียเหล่านั้น เช่น ผลิต ก๊าซมีเทนจากสิ่งปฏิกูล ในอนาคตคาดว่า สามารถผลิตแบคทีเรียที่ ทำลายคราบน้ำมันในสิ่งแวดล้อมได้สำเร็จ









4. เทคโนโลยีชีวภาพกับพลังงาน ได้แก่ การผลิตพลังงานในรูปของ แอลกอฮอล์เชื้อเพลิง (fuel alcohol) และก๊าซมีเทน (methane gas) เช่น แอลกอฮอล์ ที่ผลิตจากอ้อยใช้แทนน้ำมันในประเทศบราซิลและแอลกอฮอล์ผสมน้ำมันที่เรียกว่า ก๊าสโซฮอล์ (gassohol) ถือว่าเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ผลิตเป็นผลสำเร็จ และได้ใช้และจัดจำหน่ายในประเทศไทย โดยได้รับการตอบรับจากประชาชนด้วยดี