ครั้งแรกในไทย! นักวิจัย จุฬาฯ พบ “หอยทากบกเรืองแสง”เตรียมถอดรหัสพันธุกรรม ต่อยอดงานวิจัยทางการแพทย์

นักวิจัย จุฬาฯ พบหอยทากบกเรืองแสงตัวแรกของไทย และของโลกในรอบ 80 ปี เตรียมถอดรหัสพันธุกรรม ปูทางสู่การวิจัยทางการแพทย์และความรู้ทางวิทยาศาสตร์ด้านการเรืองแสงของหอย

หอยทากบกเรืองแสง ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกในโลกเมื่อปี พ.ศ. 2485 ที่ประเทศสิงคโปร์ โดยนักวิจัยชาวญี่ปุ่น ดร.ยาตะ ฮาเนดะ (Dr. Yata Haneda) ซึ่งในเวลานั้น หอยทากสกุล Quantula ชนิดStriata ที่ค้นพบ จัดได้ว่าเป็นหอยทากบกเพียงชนิดเดียวในโลกที่เรืองแสงได้

อีกเกือบ 80 ปีต่อมา หอยบกที่มีความสามารถในการเรืองแสงถูกค้นพบอีกครั้งในประเทศไทย! โดยทีมนักวิจัยจุฬาฯ นำโดย ดร.อาทิตย์ พลโยธา ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย พบหอยเรืองแสงตัวแรกของไทย เป็นหอยทากบกสกุล Phuphania ที่อาศัยอยู่บริเวณเขาหินปูน อำเภอแก่งคอย จังหวัดสระบุรี

“การค้นพบหอยเรืองแสงในครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าระบบนิเวศของไทยมีความหลากหลาย และน่าจะยังมีสัตว์หรือพืชพันธุ์อีกหลายอย่าง ที่มีเฉพาะในประเทศไทยหรือเฉพาะในภูมิภาคนี้เท่านั้น ที่รอให้เราค้นพบและศึกษา” ดร.อาทิตย์กล่าว

การค้นพบหอยทากบกเรืองแสงครั้งแรกในประเทศไทยนับเป็นการเปิดประตูให้นักวิทยาศาสตร์ไทยได้ศึกษาข้อมูลเชิงลึกด้านการปรับตัวและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมของประเทศไทย ทั้งนี้ ทีมวิจัยได้ส่งข้อมูลเรื่องราวการค้นพบ “หอยทากบกเรืองแสงของไทย” เข้าร่วมแข่งขันในเวที “International Mollusc of the Year 2024” การแข่งขันที่เปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกส่งผลงานที่ตนศึกษาหรือค้นพบเข้าประกวด และหอยทากบกเรืองแสงของไทยก็ชนะผลโหวตเป็นอันดับ 1 ถูกคัดเลือกให้เป็น “หอยนานาชาติ ประจำปี 2024” ซึ่งความสำคัญของการชนะผลโหวตนี้จะทำให้ไทยได้รับการสนับสนุนการถอดรหัสและศึกษาพันธุกรรมหอยทากชนิดดังกล่าวในลำดับต่อไป

จุดเริ่มต้นการค้นพบหอยเรืองแสง

ดร.อาทิตย์เล่าว่าการค้นพบการเรืองแสงทางชีวภาพในหอยทาก เริ่มต้นจากทีมวิจัยของ ศาสตราจารย์ ดร.สมศักดิ์ ปัญหา ผู้อำนวยการศูนย์ความเป็นเลิศด้านความหลากหลายทางชีวภาพ และอาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ ได้แก่ รองศาสตราจารย์ ดร.จิรศักดิ์ สุจริต, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ปิโยรส ทองเกิด และดร.อาทิตย์ ได้ศึกษาความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของหอยทากบก พบว่าหอยทากบกสกุล Quantula ที่ค้นพบครั้งแรกจากนักวิจัยชาวญี่ปุ่นนั้นมีความใกล้ชิดกับหอยทากบกสกุล Phuphania ในประเทศไทย จึงน่าจะมีความเป็นไปได้เช่นกันที่ประเทศไทยจะมีหอยทากบกที่มีความสามารถในการเรืองแสง ทีมวิจัยนำโดย ดร.อาทิตย์จึงเริ่มวางแผนการศึกษาและสำรวจความหลากหลายของหอยทากบกในพื้นที่ต่าง ๆ ในประเทศไทย  

ดร.อาทิตย์กล่าวว่าหอยทากบกเรืองแสงอยู่ในระบบนิเวศป่าเขตร้อนในประเทศไทย สามารถพบได้ทั้งในป่าเบญจพรรณและป่าดิบแล้ง ในบริเวณเขาหินปูนและที่ไม่ใช่เขาหินปูน อย่างไรก็ตาม การพบหอยทากบกก็ไม่ใช่เรื่องง่าย

“หอยทากบกเป็นสัตว์หายากประมาณหนึ่ง เพราะจะพบแพร่กระจายบางพื้นที่และพบเจอได้เฉพาะฤดูฝนเท่านั้น นอกจากนี้ หอยทากเหล่านี้ขนาดไม่ใหญ่ หลบซ่อนตัวเก่ง และไม่เคลื่อนที่ แม้เราจะเดินเข้าไปใกล้ ๆ ทำให้ต้องใช้ความพยายามและความละเอียดอย่างมากในการมองหา” ดร.อาทิตย์เล่าถึงความท้าทายในการค้นหาหอยทากบกเรืองแสง

“เราออกสำรวจหอยทากบกเฉพาะเวลากลางวัน โดยมองหาตามกองใบไม้ ขอนไม้ผุ และบริเวณพื้นที่ที่ค่อนข้างชื้น ซึ่งหอยทากบกชอบหลบซ่อนตัวอยู่ หลังจากนั้นก็นำหอยทากที่พบและเก็บมา ไปตรวจสอบความสามารถในการเรืองแสงในห้องมืดหรือกล่องที่เตรียมไว้”

ราวหนึ่งปี ความพยายามในการค้นหาหอยทากบกที่มีความสามารถในการเรืองแสงก็สิ้นสุดลง ในช่วงปลายเดือนสิงหาคม 2563 ดร.อาทิตย์และทีมวิจัย ค้นพบหอยทากบกเรืองแสงตัวแรกของไทย ที่อาศัยอยู่บริเวณเขาหินปูน อำเภอแก่งคอย จังหวัดสระบุรี

จากนั้น ทีมวิจัยจากคณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ ก็เริ่มศึกษาวิจัยหอยทากบกเรืองแสงของไทยโดยร่วมมือกับทีมนักวิจัยจากประเทศญี่ปุ่น ประกอบด้วย ศาสตราจารย์ ดร. Yuichi Oba, Dr. Daichi Yano และ Gaku Mizuno จาก Chubu University ญี่ปุ่น ซึ่งมีความเชี่ยวชาญด้านการศึกษาสิ่งมีชีวิตเรืองแสง อาทิ ปลา ไส้เดือน และหิ่งห้อย

การศึกษาวิจัยหอยทากบกเรืองแสงดำเนินไป 3 ปี ในที่สุด ผลงานวิจัยหอยทากบกเรืองแสงของไทยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports ฉบับที่ 13 ในปี 2566

หอยทากบกเรืองแสงของไทย ชนะผลโหวต “หอยนานาชาติ ประจำปี 2024”  

ด้วยคำแนะนำและเชิญชวนของทีมวิจัยจากญี่ปุ่น ดร.อาทิตย์ได้ส่งผลงานวิจัย “หอยทากบกเรืองแสงของไทย” เข้าร่วมงาน The International Mollusc of the Year หรือ การแข่งขันหอยและหมึกนานาชาติ จัดโดย LOEWE Centre for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG), Senckenberg Naturmuseum และ Unitas Malacologica ซึ่งการแข่งขันในปี 2567 นี้นับเป็นการจัดงานครั้งที่ 4  

“นักวิจัยจากทั่วโลกส่งชื่อหอยและหมึกที่มีความน่าสนใจพิเศษเข้าร่วมการแข่งขันในครั้งนี้มากกว่า 50 ชื่อ โดยหอยและหมึกชนิดที่ได้รับคัดเลือกให้เป็น International Mollusc of the Year จะถูกนำไปวิเคราะห์และผลิตข้อมูลจีโนมฉบับเต็มต่อไป” ดร.อาทิตย์อธิบาย

หอยและหมึก 5 ชนิดทั่วโลกที่ได้รับการโหวตในรอบสุดท้ายผ่านเว็บไซต์ https://moty2024.senckenberg.science/en/ ประกอบด้วย

อันดับที่ 1 หอยทากบกเรืองแสงของไทย ได้รับการโหวตสูงที่สุด โดยได้คะแนนโหวตมากกว่า 3,200 โหวต จากทั้งหมด 6,263 คะแนนเสียงทั่วโลก

อันดับที่ 2 หอยฝาเดียว ที่เรียกว่า ผีเสื้อทะเล (the Wavy Sea Butterfly) เป็นหอยทากทะเลที่ลอยน้ำเหมือนผีเสื้อบินในอากาศ

อันดับที่ 3 หอยสองฝา เป็นกลุ่มหอยแมลงภู่น้ำจืด (the Coosa Fiveridge) พบว่าเป็นหอยที่มีอายุสูงสุดถึง 79 ปี!

อันดับที่ 4 หอยฝาเดียวขนาดเล็ก (the Wavy Bubble Snail) เป็นหอยทากทะเลที่มีการยื่นส่วนร่างกายออกมาภายนอกแต่ไม่เป็นปีก และสามารถเรืองแสงได้ด้วยไฟ UV

อับดับที่ 5 หมึกแคระแอตแลนติก (the Atlantic Brief Squid) เป็นกลุ่มหมึกกล้วยที่มีขนาดเล็กที่สุดประมาณ 10 เซนติเมตร

หอยทากบกเรืองแสงของไทยพิเศษอย่างไร

ดร.อาทิตย์อธิบายว่าหอยทากบกสกุล Quantula ที่นักวิจัยชาวญี่ปุ่นค้นพบนั้น ไม่สามารถเปล่งแสงสีเขียวอย่างต่อเนื่องได้ แต่เป็นการเปล่งแสงสีเขียวเป็นจุดขนาดเล็กบริเวณใต้ปาก กระพริบเป็นจังหวะ ซึ่งจะสามารถเห็นได้เฉพาะตอนที่หอยเคลื่อนที่

ส่วนหอยทากบกสกุล Phuphania ของไทยมีความพิเศษคือสามารถเปล่งแสงสีเขียวได้อย่างต่อเนื่อง โดยแสงสีเขียวที่เรืองแสงจะมาจากเซลล์เปล่งแสงที่อยู่บริเวณใต้ปาก และเนื้อเยื่อแมนเทิล (เนื้อเยื่ออ่อนที่อยู่ระหว่างเปลือกหอยกับตัวหอย)

หอยเรืองแสงสกุล Phuphania ของไทยมีหลายชนิด ได้แก่ Phuphania costata, Phuphania globose, Phuphania carinata และชนิด Phuphania crossei ซึ่งเป็นชนิดที่ส่งเข้าประกวดและได้รับผลโหวตชนะเลิศในครั้งนี้

“ความพิเศษของหอยเรืองแสงสกุล Phuphania ชนิดPhuphania crossei ซึ่งเป็นชนิดที่ส่งเข้าประกวด สามารถเรืองแสงออกมาได้อย่างต่อเนื่องทั้งกลางวันและกลางคืน และเป็นชนิดเดียวในสกุลนี้ที่มีเซลล์เรืองแสงอยู่บริเวณเท้าส่วนหน้า”

หอย “เรืองแสง” ได้อย่างไร และทำไม?

ดร.อาทิตย์อธิบายว่าการเรืองแสงของสิ่งมีชีวิต (Bioluminescence) คือการสร้างพลังงานจากปฏิกิริยาทางเคมีภายในร่างกาย ที่ก่อให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของ “แสงสว่าง”

สิ่งมีชีวิตเรืองแสงส่วนใหญ่มีกลไกการผลิตแสงที่ตั้งอยู่บนพื้นฐานเดียวกัน คือ การสร้างแสงสว่างจากปฏิกิริยาชีวเคมีทั้งหลายภายในเซลล์ ซึ่งอยู่ภายใต้การควบคุมของสารเคมีที่เรียกว่า “เอนไซม์” (Enzyme) โดยมีองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือสารลูซิเฟอริน (Luciferin) และเอนไซม์ลูซิเฟอเรส (Luciferase) หรือโฟโตโปรตีน (Photoprotein) โดยที่ลูซิเฟอรินคือสารที่ก่อให้เกิดแสงจากการกระตุ้นของเอนไซม์และโปรตีนในปฏิกิริยาเคมี ซึ่งส่งผลให้เกิดกระบวนการสันดาป (Oxidation) ซึ่งอาศัยพลังงาน (ATP) ออกซิเจน (Oxygen) และเกลือแมกนีเซียมต่าง ๆ ในการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ส่งผลให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสงสว่างในท้ายที่สุด

“การเรืองแสงของสัตว์จำพวกหอยส่วนใหญ่พบอาศัยอยู่ในมหาสมุทร เช่น หมึก ซึ่งการเรืองแสงของหมึกหลายชนิดเกิดจากสิ่งมีชีวิตอื่น เช่น แบคทีเรีย ที่สามารถเรืองแสงได้ แล้วเข้ามาอาศัยอยู่ร่วมกัน (Symbiosis) ส่วนการเรืองแสงของหอยเรืองแสงอาศัยปฏิกิริยาทางเคมีในร่างกาย (luciferin-luciferase reaction) และไม่ต้องมีสิ่งกระตุ้นใด ๆ”

การเรืองแสงของหอยเป็นการนำแสงสว่างภายในตัวเองมาปรับใช้ เพื่อการดำรงชีวิตและความอยู่รอดของตัวเอง เป็นการเตือนภัยและป้องกันไม่ให้สัตว์ผู้ล่ามากิน

“สัตว์บางชนิดใช้แสงสว่างในตัวเองเพื่อประโยชน์ในการล่อเพศตรงข้าม เช่น หิ่งห้อยที่ใช้การกะพริบแสงในยามค่ำคืนเพื่อหาคู่ผสมพันธุ์ สัตว์บางชนิดใช้แสงเพื่อล่อเหยื่อให้เข้ามาใกล้จะได้จับกินเป็นอาหาร เช่น ปลาแองเกลอร์หรือปลาตกเบ็ด (Anglerfish) หอยทากบกน่าจะใช้แสงเพื่อเตือนภัย ป้องกันไม่ให้ผู้ล่ามากินมัน ซึ่งผู้ล่าอาจจะมองว่าสัตว์ที่เรืองแสงอาจจะเป็นพิษต่อตัวมันเอง”

การวิจัยเกี่ยวกับหอยในอนาคต

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ปิโยรส ทองเกิด อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ หนึ่งในทีมวิจัยกล่าวถึงการวิจัยเกี่ยวกับหอยในอนาคตว่า หอยทากบกเรืองแสงของไทยที่ได้รับคัดเลือกให้เป็น International Mollusc of the Year ในครั้งนี้จะได้นำไปวิเคราะห์และผลิตข้อมูลจีโนมฉบับเต็มต่อไป ซึ่งทางหน่วยงานผู้จัดจะเป็นผู้รับผิดชอบค่าใช้จ่ายให้ทั้งหมด

“ข้อมูลจีโนม เป็นพิมพ์เขียวของสิ่งมีชีวิต หรือข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ โดยนับรวมทั้งส่วนที่เป็นยีนและส่วนที่ไม่มีการถอดรหัสด้วย ซึ่งเราต้องการทราบว่ายีนใดที่ทำหน้าที่ควบคุมการแสดงออก แล้วทำให้หอยสามารถเรืองแสงได้ ข้อมูลที่ได้ก็จะต้องนำไปวิเคราะห์เปรียบเทียบกับหอยเรืองแสงที่อยู่ในระบบนิเวศอื่น ๆ เช่น น้ำจืดและทะเล เพื่อให้เข้าใจวิวัฒนาการของการเรืองแสงในสัตว์กลุ่มนี้”

นอกจากการศึกษาเรื่องการเรืองแสงของหอยแล้ว ทีมวิจัยจากคณะวิทยาศาสตร์ จุฬาฯ กำลังศึกษาเกี่ยวกับ “เมือกจากหอย” เพื่อประโยชน์ทางการแพทย์ โดยเฉพาะในการผลิตเป็นผ้าก็อตพันแผล

“ปัจจุบันทีมนักวิจัยได้ร่วมกับ คณะแพทยศาสตร์ จุฬาฯ ศึกษาจีโนมของหอยเพื่อหาโปรตีนที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการผลิตเมือกเหนียว การค้นพบโปรตีนเหล่านี้จะช่วยให้เข้าใจกระบวนการทางชีวภาพที่ทำให้หอยสามารถผลิตเมือกที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวได้ และอาจนำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ที่มีประสิทธิภาพสูงได้ในอนาคต” ดร.ปิโยรส กล่าวปิดท้าย

• Facebook
• Twitter
• Line