18 มิถุนายน 2552

Electromicrobiology - จุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์


วันนี้ผมขอแนะนำศาสตร์อีกศาสตร์หนึ่งที่กำลังเป็นที่สนใจในวงการวิจัยทางด้านจุลชีววิทยา ซึ่งเป็นศาสตร์ที่ศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับจุลชีพ ศาสตร์ที่ผมจะแนะนำนี้มีชื่อว่า Electromicrobiology ผมคิดว่าในเมืองไทยน่าจะยังไม่มีการบัญญัติศัพท์กันนะครับ ดังนั้นผมขอเรียกมันว่า จุลชีววิทยาไฟฟ้า หรือ จุลชีววิทยาอิเล็กทรอนิกส์ ก็แล้วกันนะครับ จริงๆแล้วอย่างหลังอาจจะเหมาะสมกว่า เพราะในอนาคตศาสตร์นี้จะมีความสำคัญต่อวงการแพทย์ ซึ่งมันจะช่วยทำให้เข้าใจการสื่อสารระหว่างเซลล์ ทำให้เราสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่จะเชื่อมต่อสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับจักรกลได้ (Life-Machine Integration)

ก่อนหน้านี้ ถ้าจำไม่ผิด ผมเคยพูดถึงเรื่อง Quorum Sensing มาบ้าง ศาสตร์นี้เป็นเรื่องของการสื่อสารระหว่างสิ่งมีชีวิตเล็กๆ เพื่อที่จะทำงานส่วนรวมร่วมกัน โดยเฉพาะแบคทีเรีย มันเป็นสิ่งมีชีวิตที่พูดไม่ได้ ดังนั้นจึงต้องอาศัยช่องทางการสื่อสาร โดยอาศัยสารเคมี ซึ่งแบคทีเรียจะคุยกัน ประสานงานกัน โดยใช้ภาษาที่สร้างขึ้นมาจากความเข้มข้นของสารเคมีนี้ ศาสตร์นี้ก็กำลังเป็นที่สนใจและบูมในสาขาจุลชีววิทยาเหมือนกันครับ เพราะเรายังรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้น้อยมาก ความรู้ที่ได้จากศาสตร์นี้จะช่วยทำให้เราสามารถสร้างหุ่นยนต์ที่คุยกันผ่านภาษาทางเคมีได้ครับ วันหลังผมจะทยอยนำมาเล่าก็แล้วกันครับ

ศาสตร์ทางด้าน Electromicrobiology ก็คล้ายๆกับ Quorum Sensing ครับ ต่างกันตรงที่ แบคทีเรียจะคุยกัน แลกเปลี่ยนความคิดเห็นกันผ่านทางช่องทางที่ใช้อิเล็กตรอน นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ามีแบคทีเรียหลายชนิดครับ ที่เมื่อมันมาอยู่รวมกันเป็นสังคมแล้ว มันจะสังเคราะห์เส้นลวดนาโน (Nanowire) ขึ้นมา ซึ่งเท่าที่รู้ตอนนี้ เส้นลวดนี้นำไฟฟ้าได้ ซึ่งมันอาจจะใช้สื่อสารเพื่อพูดคุยกัน รวมไปถึงการส่งอิเล็กตรอนจากแบคทีเรียตัวหนึ่งไปยังตัวอื่นๆ Nanowire ที่มันสร้างขึ้นนี้มีการโยงใยกันเป็นเครือข่ายที่ซับซ้อนทีเดียว ทำให้นักวิทยาศาสตร์ถึงกับอึ้ง นึกว่ามีแต่มนุษย์เท่านั้นที่มีความสามารถในการใช้อิเล็กตรอน เป็นช่องทางสื่อสารและถ่ายทอดพลังงาน

ที่ผ่านมานั้น ยังมีคนตีพิมพ์ผลงานเกี่ยวกับเส้นลวดนาโนที่สังเคราะห์โดยแบคทีเรียไม่มากนัก ตอนนี้ความเข้าใจในเรื่องนี้จึงยังน้อยอยู่ และเท่าที่ผมรู้ ในเมืองไทยก็ยังไม่น่ามีใครศึกษาเรื่องนี้เลย นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่า แบคทีเรียใช้เส้นลวดนาโนนี้เพื่อจูนระบบเมตาบอลิซึมในเซลล์ของมัน ให้สอดคล้องกับแบคทีเรียตัวอื่น ด้วยการตรวจวัดการส่งอิเล็กตรอนในเส้นลวด ทำให้มันรู้ว่าตัวอื่นทำอะไรอยู่ มันยังอาจใช้เส้นลวดนี้ เพื่อใช้ส่งพลังงานในกรณีที่พลังงานมีการขาดแคลน ซึ่งการส่งอิเล็กตรอนผ่านเส้นลวด จะทำให้มีการกระจายทรัพยากรด้านพลังงานไปให้ทั่วถึงทั้งสังคมของมัน

วันหลังผมจะนำข้อมูลทางด้านนี้มาเล่าเพิ่มเติมอีกนะครับ ..................