วารสาร Scientific American เป็นวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชื่อดังอีกชื่อหนึ่ง ที่ผู้อ่านทั่วไปสามารถติดตามข่าว กิจกรรมวิทยาศาสตร์ในระดับสากล โดยเฉพาะประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นหลักได้อย่างเท่าทันการณ์ มีการตีพิมพ์แบบรายเดือน มีการนำเสนอบทความเด่นที่น่าสนใจ ในเกือบทุกฉบับโดยในฉบับเดือนกรกฎาคม 2553 นี้ มีบทความพิเศษที่น่าสนใจในคอลัมน์ Content features รวม 8 เรื่อง ในสาขาต่างๆ หน้าปกหลัก โปรยชื่อเรื่องว่า โลกกำลังรั่ว ( The Universe is leaking)

ขอเสนอเนื้อหาสรุปแบบย่อ ของ 8 บทความหลัก ดังต่อไปนี้

1. สาขาดาราศาสตร์ (Cosmology) มีชื่อเรื่องหลักว่า โลกกำลังเกิดพลังงานรั่วไหล หรือไม่ (Is the universe leaking energy ?) มีเนื้อหาสรุปดังนี้
ระบบจักรวาลที่มีการแผ่ขยายทำให้เกิดระยะห่างไกลออกไปจากกลุ่มดาวกาแล็กซี่มากยิ่งขึ้นอีก แสงของกลุ่มดาวมีการเปลี่ยนความยาวคลื่นของคลื่นแสง (redshifted)  ที่เป็นเหตุทำให้เกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงพลังงานให้ลดน้อยลงนี้ดูเหมือนว่าเป็นการละเมิดกฎ หลักการของการเกิดพลังงานในทางฟิสิกส์ (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 8 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)

2. สาขาการขนส่ง (Transportation) มีชื่อเรื่องหลักว่า ข้อเท็จจริงที่ไม่พอใจเกี่ยวกับปลั๊กของรถยนต์ไฮบริด (The dirty truth about plug-in hybrids) มีเนื้อหาสรุปดังนี้
หลังจากการประกาศเปิดตัวรถ ยนต์รุ่น LEAF ของบริษัทนิสสัน เมื่อปีที่แล้วในเมืองใหญ่ 24 แห่งในสหรัฐอเมริกาแล้วนั้น ถือได้ว่าเป็นรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นแรกของโลกที่ทำการผลิตแบบอุตสาหกรรม  บริษัทนิสสันได้อวดเทคโนโลยีใหม่นี้ ด้วยสโลแกนที่ว่า zero emission tour รถยนต์ LEAF ใช้ระบบมอเตอร์ไฟฟ้าที่จุพลังงานในแบตตารี่แบบห่อ โดยแบตตารี่ได้พลังงานที่ส่งผ่านจากสายปลั๊กไฟฟ้าจากโรงรถของแต่ละบ้าน (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 2 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)
LEAF= Leading Environmentally Friendly Affordable Family Car

3. สาขาหุ่นยนต์ (Robotics) มีชื่อเรื่องหลักว่า สงครามของหุ่นยนต์ (War of the machines)  มีเนื้อหาสรุปดังนี้
เมื่อ ครั้งหนึ่งกองทัพสหรัฐอเมริกา ได้ใช้หุ่นยนต์เพื่อหลบเลี่ยงอุปสรรคต่างๆ ในธรรมเนียมเดิมทางทหาร  หุ่นยนต์แบบระบบที่ไม่มีคนควบคุมดูแลนั้น มีการเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว ใช้ในงานที่มีความขัดแย้ง ต่อสู้ ในแถบภูมิภาคตะวันออกกลางเป็นหลัก ทั้งในการช่วยต่อรองเจรจาความยุ่งยากในท้องถนนของเมืองหรือทำหน้าที่ เป็นลูกเสือในหมู่บ้านที่ห่างไกล หุ่นยนต์มีความสามารถทำงานได้มากกว่า จึงมีการประดิษฐ์คิดสร้างอย่างต่อเนื่อง  มีคำเรียกร้องให้มุ่งเน้นในประเด็นจริยธรรมและกฎหมายให้มากขึ้น (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 8 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)

4. สาขาพลังงาน (Energy)  มีชื่อเรื่องหลักว่า พลังงานสะอาดจากน้ำสกปรก (Clean energy from filthy water)   มีเนื้อหาสรุปดังนี้
การนำน้ำเสียจากเขตเทศบาลฉีดพ่นเข้าสู่สนามความร้อนชั้นใต้พิภพ (underground geothermal field) ซึ่งก่อให้เกิดแหล่งของไอน้ำ (stream) ที่สามารถนำไปผลิตไฟฟ้าได้ รวมทั้งช่วยลดปัญหาน้ำเสียในจำนวนมากได้อีกด้วย  ขณะนี้เกิดโครงการลักษณะนี้ที่เขต Santa Rosa รัฐแคลิฟอร์เนีย ที่เป็นต้นแบบให้เกิดบทเรียนว่าจะทำอย่างไรในการผลิตให้ดีที่สุด ในเรื่องการเจาะให้ตื้นหรือลึกอย่างไรดี มีการพบว่าเกิดแผ่นดินไหวเล็กๆ ในพื้นที่โครงการก่อสร้างโรงงานนี้  ทำให้สภาชุมชนต้องร่วมกันพิจารณาถึงผลแทรกซ้อนอันร้ายแรงนี้ (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 6 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)

5. สาขาวิวัฒนาการ (Evolution) มีชื่อเรื่องหลักว่า ชัยชนะของการบินได้ด้วยปีก (Winged victory)   มีเนื้อหาสรุปดังนี้
สัตว์ปีก เช่น นก มีวิวัฒนาการมาจากไดโนเสาร์ประเภทกินเนื้อ มาจนถึงปัจจุบัน แต่ยังไม่มีความชัดเจนมากนักในเรื่องจุดกำเนิดทางกายวิภาคศาสตร์ของนกในยุคสมัยใหม่นี้  จากซากฟอสซิลมีการตั้งสมมุติฐานว่านกในยุคใหม่นี้  เกิดขึ้นหลังจากการชนของวัตถุที่มีลักษณะคล้ายดาว (asteroid impact) ที่อ้างถึงไดโนเสาร์และสิ่งมีชีวิตจาก 65 ล้านปีก่อน แต่จากการศึกษาถึงระดับโมเลกุล พบว่านกในสมัยใหม่นั้นอาจมีรากสายมาลึกกว่านั้น โดยเริ่มมีการศึกษาวิเคราะห์ซากฟอสซิลของนกยุคโบราณ (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 6 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)

6. สาขาจิตวิทยา (Psychology) มีชื่อเรื่องหลักว่า เด็กคิดอย่างไร (How baby think ?)  มีเนื้อหาสรุปดังนี้
เด็ก เล็กมีความสามารถในกระบวนการรับรู้มากกว่าที่นักจิตวิทยาได้สรุปไว้ก่อนหน้านี้ เด็กสามารถจินตนาการถึงประสบการณ์ของผู้อื่นได้อย่างทันที เรียนรู้โลกได้มากกว่า เดิมที่คิดไว้ นักจิตวทยาได้จัดให้มีการทดลองและสรุปผลโดยวิเคราะห์ทางสถิติ (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 6 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)

7. สาขาสิ่งแวดล้อม (Environment) มีชื่อเรื่องหลักว่า เครื่องขุดเจาะกำลังมา ( The drillers are coming)   มีเนื้อหาสรุปดังนี้
ชั้นแผ่นหิน Marcellus อาจมีศักยภาพในการเป็นแหล่งจัดเตรียมก๊าซธรรมชาติเพื่อสนองความต้องการของ ประเทศได้ยาวถึง 40 ปี นักวิจารณ์ได้กล่าวว่า การเกิดรอยร้าวจากแรงกดอัดพลังน้ำนั้น อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนของก็าซเข้าไปทางก็อกน้ำของแหล่งน้ำดื่มได้ (ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 4 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ)

8. สาขาแพทยศาสตร์ (Medicine) มีชื่อเรื่องหลักว่า ยุคของยารักษาโรคชนิดดีเอ็นเอ (DNA drugs come on age)   มีเนื้อหาสรุปดังนี้
มีการคิดค้นวัคซีนและวิธีการบำบัดรักษาโรคเอดส์ หรือ HIV  เป็นยาที่มีส่วนประกอบของ สายของดีเอ็นเอ (DNA ring) ที่มีชื่อเรียกว่า plasmids มีการทำการวิจัย ทดสอบมายาวนานมากกว่า 10 ปี จึงเริ่มเห็นผลสำเร็จ โดยในช่วงแรกของการทดลองให้ผลลัพธ์ที่ตอบสนองน้อยมาก ต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาปรับปรุงวิธีการนำส่ง (delivering)  ที่ช่วยเสริมให้มีศักยภาพเพิ่มขึ้นอย่ารวดเร็ว ปัจจุบันมีการนำวัคซีน DNA นี้ ใช้รักษาโรคในสัตว์ และ อยู่ในขั้นทดสอบมนุษย์ในระยะสุดท้าย ซึ่งมีการแสดงออกถึงการมีศักยภาพที่ดี

ยาที่มีองค์ประกอบ เป็น DNA ทำงานอย่างไร
ไม่ว่าจะตั้งใจในการรักษาหรือป้องกันโรค ยาที่มีองค์ประกอบเป็น DNA ถูกสร้างมาจาก plasmid (วงแหวนเล็กๆ ของ DNA) ถูกออกแบบเพื่อนำพายีนที่ได้ถูกคัดเลือกเข้าสู่เซลล์  เมื่อ plasmid เข้าสู่เซลล์ ๆ จะผลิตโปรตีนซึ่งถูกแปรรหัสโดยยีน เมื่อ plasmid เข้าสู่ host cell  เครื่องจักรที่โดยปกติจะแปรรหัส DNA จะเริ่มอ่านยีนของ plasmid และทำให้เกิดโปรตีน ที่ต้องการซึ่งท้ายที่สุดจะถูกปล่อยออกจากเซลล์ มากเท่ากับ อนุภาคไวรัส  โปรตีนจำเพาะต่อเชื้อโรคจะถูกจดจำว่าเป็นสิ่งแปลกปลอมต่อร่างกายโดยเซลล์ใน ระบบภูมิคุ้มกันจากนั้นจะถูกทำให้คิดว่าร่างกายมีการติดเชื้อ ทำให้ระบบภูมิคุ้มกันเกิดการจดจำในระยะยาวโดยทันที และตอบสนองต่อโปรตีนที่เป็นสิ่งแปลกปลอม เพียงแค่สาย DNA ที่มียีน เพียง ยีน เดียวก็สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันซึ่งจะป้องกันต่อเชื้อโรคได้ เป็นต้น

จากความปลอดภัยและความเรียบง่าย วัคซีนที่มีองค์ประกอบเป็น DNA มีข้อดีเหนือกว่า วัคซีน ชนิดอื่นๆ มากมาย ด้วยเหตุผลคือ
1. การผลิตของวัคซีนชนิดนี้เร็วกว่าวัคซีน รุ่นเก่าๆ เช่นวัคซีน ไข้หวัดใหญ่ซึ่งต้องการการจัดการและการเพาะพันธุ์ไวรัส ที่มีชีวิตซึ่งจะใช้เวลา 4 – 6 เดือน ในกระบวนการผลิตเป็นอย่างต่ำ
2. DNA จะเสถียร ณ อุณหภูมิห้อง ดังนั้นวัคซีน ที่มีองค์ประกอบเป็น DNA ซึ่งไม่ต้องการตู้เย็น และไม่ต้องกังวลระหว่างการขนส่งและการบรรจุสำหรับวัคซีน จำนวนมาก

ในปี 2007 บริษัทยา Merck ริเริ่มการทดลอง HIV vaccine ในชุดใหญ่โดยใช้ Adenovirus ที่เรียกว่า “AdHu 5” เพื่อทำ HIV gene การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันซึ่งเห็นได้ในการทดลองโดยใช้ใน adenovirus มีความคาดหวังและเกิดขึ้นในช่วงเริ่มของการทดลอง จากทั้งหมด ประมาณ 3,000 การทดลอง

ตารางแสดงศักยภาพ DNA ในการรักษาโรคเป็นวัคซีนในมนุษย์และสัตว์

ติดตามอ่านรายละเอียดได้ในความยาวจำนวน 6 หน้า พร้อมรูปภาพประกอบ

ในปกหลังสุดของวารสาร Scientific American ฉบับเดือนกรกฎาคมนี้  ได้ประกาศโฆษณา เรื่องเปิดบริการออนไลน์แบบสมัครเป็นสมาชิกแบบองค์กร ที่สามารถเข้าถึงได้แบบไม่จำกัด (Unlimited online access for institutions) โดยดำเนินการผลิตเวอร์ชั่นออนไลน์ร่วมกับสำนักพิมพ์เนเจอร์กรุ๊ป (Nature publishing group, NPG)  ที่เว็บไซต์  http://www.nature.com/scientificamerican โดยที่ทุกบทความเป็นลักษณะสมาชิกเท่านั้นจึงจะสามารถเข้าถึงได้ วารสาร Scientific American ไม่จัดบริการแบบ Open Access article (OA)

อ้างอิง
วารสาร Scientific American – July 2010 – Volume 303 Number 1

เรียบเรียงโดย รังสิมา เพ็ชรเม็ดใหญ่
ศูนย์บริการความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
วันที่ 18 สิงหาคม 2553