5,131 Views
Favorite
เด็ก ๆ อาจเคยได้ดูภาพยนตร์วิทยาศาสตร์บางเรื่องที่มีนักวิทยาศาสตร์พยายามชุบชีวิตไดโนเสาร์ซึ่งสูญพันธุ์ไปแล้วหลายสิบล้านปีขึ้นมาใหม่ถึงแม้ว่าภาพยนตร์เหล่านี้จะเป็นแค่ความฝันของผู้กำกับภาพยนตร์เท่านั้นแต่เนื้อหาของการชุบชีวิตไดโนเสาร์นี้มาจากความรู้สมัยใหม่ที่มีใช้อยู่จริงในปัจจุบัน เนื้อหาในภาพยนตร์นั้นนักวิทยาศาสตร์ได้พยายามสกัดเอาสารเคมีจากซากดึกดำบรรพ์ของไดโนเสาร์เพื่อศึกษาสมบัติของสารเคมีเหล่านี้ซึ่งทำหน้าที่ช่วยถ่ายทอดรูปร่างลักษณะของไดโนเสาร์ผ่านการใช้เครื่องมือทันสมัย อย่างเช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ ระบบอินเทอร์เน็ต จนทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้ว่าจะชุบชีวิตไดโนเสาร์ขึ้นมาอีกครั้งได้อย่างไร
ในโลกความเป็นจริงนั้นมีนักวิทยาศาสตร์อีกหลายคนจากทั่วทุกมุมโลกกำลังพยายามสกัดสารเคมีที่ช่วยถ่ายทอดลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ยังมีอยู่ในปัจจุบัน ทั้งจากเชื้อโรค จากพืช จากสัตว์ หรือแม้แต่จากคนโดยอาศัยเครื่องคอมพิวเตอร์และระบบอินเทอร์เน็ตเช่นเดียวกันกับในภาพยนตร์ นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ไม่ได้กำลังชุบชีวิตตัวอะไรขึ้นมาใหม่แต่พวกเขากำลังพยายามค้นหาความลับที่ซ่อนอยู่ในสารเคมีจากร่างกายของสิ่งมีชีวิต เช่น ทำไมเชื้อโรคขนาดเล็กจิ๋วที่คนเรามองไม่เห็นด้วยตาเปล่ากลับก่อให้เกิดโรคร้ายแรงได้หรือแม้แต่ทำไมคนบางคนจึงเกิดมามีลักษณะที่ผิดปกติหรือไม่สบายเหมือนกับญาติผู้ใหญ่ของเขาได้ง่ายกว่าคนอื่น ด้วยการนำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์มาไว้ช่วยศึกษาความลับจากสารเคมีในร่างกายของคนคนนั้นจนนักวิทยาศาสตร์อาจจะค้นพบวิธีการรักษาโรคหรือความผิดปกตินี้ได้ในไม่ช้า
ด้วยเหตุนี้เมื่อโตขึ้นเด็ก ๆ น่าจะพยายามตั้งใจเรียนและหาความรู้เรื่องการนำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์และระบบอินเทอร์เน็ตมาใช้ในการทดลองศึกษาทางชีววิทยาและวิทยาศาสตร์ด้านอื่น ๆ แทน ที่จะใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่บ้านหรือที่โรงเรียนในการเล่นเกมเท่านั้น เพื่อที่ต่อไปเด็ก ๆ อาจจะเป็นนักวิทยาศาสตร์เอกของโลกที่ค้นพบวิธีการรักษาโรคร้ายหรือแม้แต่อาจจะเป็นคนแรกของโลกที่ชุบชีวิตไดโนเสาร์ขึ้นมาก็ได้
ในบรรดาสาขาวิชาทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่สาขาวิชาหนึ่งที่กำลังเป็นที่สนใจกันอย่างมากในปัจจุบันนี้ คือ ชีวสนเทศศาสตร์ซึ่งเป็นการประยุกต์รวมเอาเทคนิควิธีการศึกษาวิจัยทางชีววิทยาสมัยใหม่เข้ากับการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลด้วยเทคโนโลยีสารสนเทศทำให้เกิดการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่และสร้างประโยชน์มหาศาลจากงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพระดับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาหน้าที่และการทำงานของสารชีวเคมีสำคัญภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต เช่น ดีเอ็นเอ เอนไซม์ โปรตีนต่าง ๆ
การศึกษาทางชีวสนเทศศาสตร์เริ่มมีบทบาทสำคัญขึ้นเมื่อนักชีววิทยาได้พยายามประดิษฐ์คิดค้นเครื่องมือและเทคนิคใหม่ ๆ ขึ้นมาค้นหาสมบัติและความสัมพันธ์ของสารชีวเคมีต่าง ๆ ที่มีอยู่ในแต่ละเซลล์จากผลการวิจัยทำให้พวกเขาตระหนักว่าสารชีวเคมีเหล่านี้มีอยู่อย่างมหาศาลและทำงานร่วมกันอย่างสลับซับซ้อนภายในเซลล์ ข้อมูลที่ได้จากการศึกษานั้นยังมีปริมาณมากมายเกินกว่าที่จะจัดเก็บและวิเคราะห์ด้วยกระบวนการทั่วไปเหมือนในสมัยก่อนได้ เทคโนโลยีสมัยใหม่ อย่างเช่น การใช้ระบบคอมพิวเตอร์ การจัดทำฐานข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ และเครือข่ายอินเทอร์เน็ต จึงถูกนำเข้ามาประยุกต์ใช้กับข้อมูลเหล่านี้ ลองคิดจินตนาการถึงการวิจัยหาต้นกำเนิดของโรคทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นกับมนุษย์ดังเช่น โรคมะเร็งหรือโรคเลือดไหลไม่หยุด นักวิทยาศาสตร์ได้อาศัยวิธีการศึกษารหัสพันธุกรรมทั้งหมดในคนแต่ละคนโดยพยายามใช้เทคนิคในห้องปฏิบัติการเพื่ออ่านลำดับของสายดีเอ็นเอทั้งหมดภายในเซลล์ซึ่งปกติแล้วร่างกายของคนจะถอดรหัสจากลำดับดีเอ็นเอเหล่านี้เพื่อใช้ในการสังเคราะห์สร้างเอนไซม์ต่าง ๆ สำหรับการทำงานของเนื้อเยื่อและอวัยวะในร่างกายถ้าลำดับดีเอ็นเอมีความผิดปกติไปอาจก่อให้เกิดโรคหรืออาการผิดปกติร้ายแรงได้โดยที่ความผิดปกตินี้ยังอาจถูกถ่ายทอดทางพันธุกรรมไปสู่รุ่นลูกรุ่นหลานอีกด้วย การศึกษาหารหัสพันธุกรรมทั้งหมดจึงน่าที่จะก่อให้เกิดประโยชน์มหาศาลในการหาทางป้องกันและรักษาโรคทางพันธุกรรม
อย่างไรก็ตามลำดับดีเอ็นเอภายในเซลล์หนึ่งเซลล์ของแต่ละคนนั้นมีความยาวถึงกว่าสามพันล้านตัวอักษรหรือเทียบได้กับที่จะต้องอ่านหนังสือหนา ๑,๐๐๐ หน้า กว่า ๕๐๐ เล่ม ซึ่งข้อมูลมหาศาลเช่นนี้จำเป็นต้องมีการจัดการที่เหมาะสมจึงจะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ อย่างเช่น การค้นหาความผิดปกติที่ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมได้ นักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มหนึ่งซึ่งมีทั้งความชำนาญทางด้านการใช้ระบบสารสนเทศและมีความรู้ความเข้าใจในด้านชีววิทยาระดับโมเลกุลจึงเข้ามามีบทบาทในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์รวมทั้งระบบฐานข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์เพื่อใช้ในการจัดเก็บรวบรวมข้อมูลทางพันธุกรรมจำนวนมหาศาลเหล่านั้นให้เป็นหมวดหมู่และสามารถสืบค้นได้โดยง่าย นักชีวสนเทศเหล่านี้ได้สร้างระบบฐานข้อมูลของสารชีวเคมีภายในเซลล์ทั้งข้อมูลลำดับของดีเอ็นเอ ข้อมูลโครงสร้างของโปรตีนต่าง ๆ หรือแม้แต่ข้อมูลความสัมพันธ์ระหว่างสารชีวเคมีเหล่านี้แล้วจัดเก็บในเครื่องคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงที่มีความจุในการจัดเก็บข้อมูลทั้งหมดได้พร้อมกับสามารถวิเคราะห์ข้อมูลด้วยความเร็วที่สูงกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่เป็นแสนเป็นล้านเท่า คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงนี้จะเชื่อมโยงเข้ากับระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์หรือแม้แต่พวกเราเองสามารถต่อเชื่อมเข้าไปร่วมใช้บริการฐานข้อมูลชีวสนเทศนี้ได้
โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่นักชีวสนเทศสร้างขึ้นจะช่วยให้นักชีววิทยาระดับโมเลกุลสามารถวิเคราะห์ข้อมูลของสารชีวเคมีภายในเซลล์ได้หลากหลายวิธีขึ้นกับวัตถุประสงค์ของการศึกษาวิจัย ตัวอย่างเช่น นักชีววิทยาสามารถที่จะเปรียบเทียบว่าสายดีเอ็นเอหรือสารพันธุกรรมที่พวกเขาสกัดได้จากสิ่งมีชีวิตที่สนใจนั้นมีแนวโน้มที่จะมีหน้าที่จำเพาะในการสร้างเอนไซม์หรือไม่และมีลำดับดีเอ็นเอที่เหมือนกับข้อมูลของสายดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตชนิดใดตามที่เก็บไว้ในฐานข้อมูลถ้ามีความคล้ายคลึงกันนักชีววิทยาจะสามารถทำนายสมบัติและหน้าที่ของสารพันธุกรรมที่สกัดได้ทำให้การศึกษาวิจัยขั้นตอนต่อไปในห้องปฏิบัติการเป็นไปได้อย่างรวดเร็วและประหยัดค่าใช้จ่ายลงเป็นอย่างมาก กระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลทางชีวสนเทศนี้ยังนำไปใช้กับลำดับและโครงสร้างของโปรตีน รวมทั้งสารชีวเคมีอื่น ๆ ในเซลล์ได้อีกด้วย ในอนาคตเราน่าจะได้เห็นการประยุกต์ใช้ความรู้และเทคนิคทางด้านชีวสนเทศมากขึ้น ดังเช่น การศึกษาหาความผิดปกติของสายดีเอ็นเอที่นำไปสู่การเกิดโรคทางพันธุกรรม การค้นหารหัสพันธุกรรมของพืชและสัตว์หรือแม้แต่เชื้อจุลินทรีย์เพื่อการปรับปรุงพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นให้มีลักษณะที่ดีขึ้นหรือสร้างสารที่มีประโยชน์ให้กับมนุษย์ได้มากขึ้น โดยในประเทศไทยได้มีหน่วยงานหลายแห่งทั้งในส่วนของมหาวิทยาลัยต่าง ๆ หน่วยงานทางการแพทย์และหน่วยงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของรัฐบาลที่กำลังพยายามศึกษาวิจัยปัญหาสำคัญของประเทศโดยการนำชีวสนเทศศาสตร์มาเป็นเครื่องมือหลักเครื่องมือหนึ่งในการวิเคราะห์ผลการทดลองปฏิบัติการทางด้านชีววิทยาระดับโมเลกุลรวมทั้งการให้บริการฐานข้อมูลทางชีวภาพผ่านระบบเครือข่ายอินเทอร์เน็ตของประเทศและยังมีการสนับสนุนให้มีการจัดการเรียนการสอนด้านชีวสนเทศศาสตร์นี้เพิ่มมากขึ้นตามลำดับ
