การคัดเลือกทางชีวสาระสนเทศเพื่อค้นหาเปปไทต์ต้านมาลาเรียจากรำข้าวไรซ์เบอร์รี่

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สุวิจักขณ์ ตันวรรณรักษ์, พีระมิตร ตัณศุภศิริเวช, สมัชญ์ วัฒนไกวัลวงศ์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ทิพนาถ น้อยแก้ว

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โรคมาลาเรียเป็นโรคที่เกิดจากเชื้อ Plasmodium sp. ซึ่งมียุงก้นปล่องเป็นพาหะนำโรคและโดยส่วนมากยุงจะดำรงชีวิต เจริญเติบโต และขยายพันธุ์ได้ดีในเขตร้อนชื้น ซึ่งประเทศไทยก็เป็นหนึ่งในนั้น แม้ในปัจจุบันจะมียารักษาโรคนี้และยอดผู้ติดเชื้อในแต่ละปีมีแนวโน้มที่ลดลงแล้วก็ตาม แต่ในจากงานวิจัย พบว่าเชื้อมีการปรับตัวและดื้อต่อยามากขึ้น อีกทั้งยาเดิมยังมีข้อจำกัดในบางเรื่อง เช่น ถ้าใช้ในระยะยาวจะทำให้มีผลข้างเคียงที่อันตรายและใช้ได้ผลเฉพาะกับเชื้อบางสายพันธุ์ ทำให้ยังไม่สามารถรักษาครอบคลุมได้ทั้งหมด ในปัจจุบันจึงมีวิธี ในการกำจัดเชื้อมาลาเรียที่หลากหลายวิธี ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ การใช้เปปไทด์จากสิ่งมีชีวิตมาการกำจัดเชื้อมาลาเรีย (antimalarial peptide) โดยสามารถจับกับเซลล์ของเชื้อมาลาเรียได้อย่างจำเพาะเจาะจง ทั้งนี้ การเลือกเปปไทด์จากสิ่งมีชีวิตมากำจัดเชื้อโดยตรงอาจต้องใช้เวลาและงบประมาณจำนวนมาก และอาจได้เปปไทด์บางส่วนที่มิได้มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อ ดังนั้นการใช้เทคนิคชีวสารสนเทศในการคัดเลือกเปปไทด์จากโปรตีนสำคัญของสิ่งมีชีวิตที่ต้องการศึกษาจึงเป็นแนวทางหนึ่งในการคัดกรองเปปไทด์ที่มีคุณสมบัติตามต้องการได้

ประเทศไทยเป็นประเทศที่มีอัตราการผลิตและอัตราการส่งออกข้าวสูง โดยมีผลผลิตข้าวนาปีเป็นจำนวน 25.41 ล้านตัน ข้าวนาปรังมีผลผลิตเป็นจำนวน 6.40 ล้านตัน ต่อปี นอกจากนี้ข้าวยังเป็นอาหารหลักของคนไทย โดยในปี 2559 มีการบริโภคข้าวมากถึง 18.61 ล้านตัน (สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร, 2559) ข้าวไรซ์เบอร์รี่ เป็นข้าวที่ได้รับความนิยมในการบริโภคเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากมีคุณค่าทางโภชนาการสูงเช่น วิตามินอี โอเมกา-3 ธาตุเหล็ก เป็นต้น ซึ่งข้าวไรซ์เบอร์รี่เป็นผลงานปรับปรุงพันธุ์ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ เกิดจากการผสมข้าวเจ้าหอมนิลและข้าวขาวหอมมะลิ (ศูนย์วิทยาศาสตร์ข้าวและหน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าว, 2560) ยิ่งกว่านั้น ข้าวไรซ์เบอร์รี่ยังมีสารต้านมะเร็ง เช่น สารประกอบฟีนอลิกและแอนโทไซยานิน

จากการศึกษาเบื้องต้น (Preliminary work) ของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ พบว่าสารสกัดหยาบจาก โปรตีนไฮโดรไลเซต จากรำข้าวไรซ์เบอร์รี่สามารถยับยั้งการเพิ่มจำนวนของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ได้ แต่ยังไม่ทราบว่าสารใดในโปรตีนไฮโดรไลเซตที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งมากที่สุด

มีรายงานจากการวิจัยได้สรุปว่าเปปไทด์ที่มีคุณสมบัติในการต้าน มะเร็งสามารถมีฤทธิ์ในการต้านจุลินทรีย์ด้วย (Nishimura et al., 2004; Varkey and Nagaraj, 2005) ในขณะเดียวกันเปปไทด์ต้านจุลินทรีย์ ก็จะมีคุณสมบัติในการต้านมะเร็งด้วยเช่นกัน (Felício MR et al.,2017) ซึ่งเชื้อมาลาเรียเป็นสิ่งมีชีวิตในกลุ่มจุลินทรีย์ จากข้อมูลที่ได้เหล่านี้ จึงเป็นหลักฐานที่ทำให้คณะผู้วิจัยได้นำเปปไทด์ที่ได้จากรำข้าวไรซ์เบอร์รี่ มาศึกษาประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อมาลาเรียด้วยการใช้โปรแกรมคัดเลือกเปปไทด์ที่มีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียและต้านมะเร็ง

ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงมีความสนใจที่จะคัดเลือกเปปไทด์ที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อมาลาเรียจากโปรตีนที่สกัดจากรำข้าวไรซ์เบอร์รี่ด้วยเทคนิคชีวสารสนเทศ และนำเปปไทด์ที่ได้มาทดสอบประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อในห้องปฏิบัติการต่อไป เพื่อเป็นทางเลือกในการผลิตยาต้านเชื้อมาลาเรียได้ในอนาคต