นักวิจัยไบโอเทค นำโดย ดร.กัลยาณ์ ศรีธัญญลักษณา-แดงติ๊บ หัวหน้าทีมวิจัยสุขภาพสัตว์น้ำ กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพสัตว์น้ำแบบบูรณาการ และ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล นำโดย ดร.ศุภรัตน์ แตงชัยภูมิ หัวหน้าโครงการวิจัย และทีมวิจัยจากหน่วยวิจัยเพื่อความเป็นเลิศเทคโนโลยีชีวภาพกุ้ง ภายใต้การให้คำปรึกษาของ ศ.ดร. ทิมโมที เฟลเกล ที่ปรึกษาอาวุโสของ สวทช. ได้ค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่เกี่ยวข้องกับกลไกของระบบการป้องกันตัวของกุ้งจากการติดเชื้อไวรัส ซึ่งเป็นผลจากการศึกษาเรื่องนี้มามากกว่า 1 ทศวรรษ
เมื่อกุ้งมีการติดเชื้อไวรัส กุ้งจะสร้างโมเลกุลชนิดหนึ่งขึ้นมา เรียกว่า circular viral copies DNA หรือ cvcDNA ซึ่งจะเป็นการเลียนแบบสารพันธุกรรมของไวรัส กุ้งจะสร้างรูปแบบของ cvcDNAs ที่หลากหลาย ซึ่งพบว่าถ้ามีการแยกเอา cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสนี้ออกมาจากกุ้งติดเชื้อ และฉีดเข้าไปในกุ้งปกติที่ไม่ติดเชื้อ เมื่อกุ้งที่มีการฉีด cvcDNA มีการติดเชื้อไวรัส โมเลกุล cVcDNAs เหล่านี้จะทำหน้าที่เหมือนวัคซีนที่สามารถป้องกันไม่ให้ไวรัสเพิ่มจำนวนในกุ้งได้ ผลงานวิจัยนี้ก่อให้เกิดแนวคิดใหม่ในการสร้างวัคซีนสำหรับกุ้ง คือการผลิตโมเลกุล cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสของกุ้งขึ้นในหลอดทดลองและผลิตในปริมาณมากขี้น เพื่อนำมาใช้ผสมอาหารกุ้งและนำไปให้กุ้งกินเพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัสของกุ้งในบ่อเลี้ยง
ทีมวิจัยยังได้ค้นพบองค์ความรู้ใหม่ที่ยังไม่เคยมีผลการศึกษามาก่อน คือ กุ้งสามารถสร้างโมเลกุล cvcDNAs ต่อเชื้อไวรัสได้จากข้อมูลสารพันธุกรรมของไวรัสที่แทรกอยู่ในจีโนมของกุ้งที่เรียกว่า endogenous viral elements (EVEs) มาใช้เป็นต้นแบบได้ด้วย ซึ่งปัจจุบันมีผลงานการวิเคราะห์จีโนมที่สมบูรณ์ของกุ้งทะเลทั้งกุ้งกุลาดำ (Penaeus monodon) และกุ้งขาว (Penaeus vannamei) โดยนักวิจัยต่างประเทศและในประเทศไทย พบว่ามีข้อมูลสาร EVEs หลายชนิดแทรกอยู่ในจีโนมของกุ้งทะเลเป็นจำนวนมาก ซึ่งคาดว่าน่าจะเป็นกลไกการจดจำไวรัสของกุ้ง และที่สำคัญ EVEs เหล่านี้สามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูกได้ตามลักษณะการถ่ายทอดทางพันธุกรรมตามกฏของเมนเดล (Mandelian Inheritance) ทำให้ทีมวิจัยตั้งสมมติฐานในการทำงานวิจัยเพิ่มเติมถึงความเป็นไปได้ในการพัฒนาสายพันธุ์กุ้งที่มี EVEs ที่สามารถสร้าง cvcDNA ต่อเชื้อไวรัสที่มีความรุนแรง เช่น ไวรัสตัวแดงดวงขาว เพื่อให้ได้กุ้งสายพันธุ์ที่ได้มีความทนต่อเชื้อไวรัสและเชื้อไวรัสไม่สามารถเพิ่มจำนวนในสายพันธุ์กุ้งนี้ได้
ทีมวิจัยตระหนักว่าความยากของงานวิจัยนี้คือการวิเคราะห์หา EVEs ต่อเชื้อไวรัสตัวแดงดวงขาวที่มีอยู่หลายชนิดและหลายรูปแบบในจีโนมของกุ้ง ว่า EVEs ชนิดใดเป็น EVEs ที่เป็นต้นแบบที่เหมาะสม (protective EVEs) ที่ควรต้องมีในสายพันธุ์ทนไวรัสที่จะสร้างขึ้น ซึ่งเมื่อนำองค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับ cvcDNA มาใช้ร่วมกัน ก็จะทำให้ทราบถึง protective EVEs และสามารถตรวจหาพ่อแม่พันธุ์ที่มี EVEs ดังกล่าว เพื่อนำมาสร้างลูกพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอด protective EVEs นั้นๆ ที่สามารถทนต่อการติดเชื้อไวรัสได้ นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ในการฉีด protective EVEs เข้าไปในรังไข่ของแม่กุ้ง และตรวจหาลูกพันธุ์ที่ได้รับการถ่ายทอด protective EVEs เหล่านั้น ซึ่งการค้นพบองค์ความรู้ดังกล่าวเป็นประโยชน์อย่างมากในการพัฒนาสายพันธุ์กุ้งทะเลทนการติดเชื้อไวรัสโดยใช้กลไกตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นเองในกุ้ง นอกจากนี้ผลงานวิจัยดังกล่าวยังสามารถประยุกต์ใช้ในการสร้างสายพันธุ์ที่ทนต่อการติดเชื้อไวรัสในหนอนไหมและผึ้งที่อยู่ในกลุ่ม arthropod เหมือนกุ้งและเป็นสัตว์เศรษฐกิจที่สำคัญด้วย
งานวิจัยนี้ได้รับคำแนะนำและเป็นที่ปรึกษาตลอดโครงการวิจัยจาก Dr. DongHuo Jiang ในการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่นี้ และได้รับทุนวิจัยจากบริษัท Guangdong HAID Group Co., Ltd. (China) และไบโอเทค สวทช.
