ข้อมูลพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ถูกเก็บอยู่ในรูปของรหัสเบส 3 ตัวอักษรบนสาย DNA หรือ RNA ที่เรียกกันว่า "codon" โดยแต่ละ codon ก็จะแทนความหมายถึงกรดอะมิโนตามธรรมชาติทั้ง 20 ตัว ลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตก็ถูกบงการโดยโปรตีนที่ถอดรหัสมาจากรหัสเหล่านี้
ในทุกวันนี้ สิ่งที่พันธุวิศวกรรมทำก็เพียงแค่ตัดต่อหรือเพิ่มลดยีนเท่านั้น การแปลรหัสยังคงอยู่บนพื้นฐานตามธรรมชาติ แต่ทีมวิจัยที่นำโดย Farren Isaacs แห่ง Yale University ได้คิดค้นเทคนิคใหม่ในการ "แฮ็ก" รหัสแห่งชีวิตที่เปิดช่องทางให้การแปลรหัสรูปแบบใหม่และอาจจะนำไปสู่การผลิต โปรตีนจากกรดอะมิโนสังเคราะห์ที่ไม่มีอยู่ในธรรมชาติ
กรดอะมิโนหนึ่งตัวอาจแทนได้ด้วยรหัส codon หลายรหัส ซึ่งเราเรียกลักษณะแบบนี้ว่า "codon redundancy" (กรุณาอ่านบทความไขปริศนากำเนิดรหัสแห่งชีวิตเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น) สิ่งที่ทีมของ Farren Isaacs ทำก็คือ การเอารหัสที่แทนความหมายเดียวกันออกไปซักหนึ่งตัว
ฟังแล้วอาจจะคิดว่าเป็นเรื่องง่ายๆ แต่ผมยืนยันว่าการเอารหัส codon ตัวหนึ่งออกจากทั้งจีโนมนั้นไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย!
ดังนั้นเพื่อให้ชีวิตง่ายขึ้นหน่อย ทีมของ Farren Isaacs จึงเลือกที่จะเอารหัส TAG ซึ่งเป็น "รหัสหยุด" (stop codon) ออก เพราะรหัสหยุดไม่ได้มีความหมายแทนกรดอะมิโนตัวใด แต่ใช้เป็นสัญญาณให้รู้ว่าการสร้างโปรตีนสิ้นสุดตรงจุดนั้นจุดนี้ รหัสหยุดยังมีอีกสองตัวที่ทำหน้าที่เดียวกัน คือ TAA และ TGA ดังนั้นงานของนักวิจัยก็คือหาทางเอา TAA เข้าไปแทน TAG ให้หมด (ผมไม่แน่ใจว่าทำไมพวกเขาเลือกเอา TAA เข้าแทนนะครับ แต่เดาว่ามันคงสังเคราะห์ง่ายกว่า)
ขั้นตอนแรก พวกเขาใช้กระแสไฟฟ้าเปิดช่องบนเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย E. coli แล้วยัด DNA ที่มีรหัส TAA กับเอนไซม์ของไวรัสเข้าไป เพื่อให้ TAA เข้าแทนที่ TAG หลายจุดพร้อมกัน เทคนิคนี้เรียกว่า multiplex automated genome engineering (MAGE) ซึ่งเพิ่งถูกคิดค้นในปี 2009 นี้เอง
จากนั้นก็นำแบคทีเรียที่รอดชีวิตมาคัดเลือกเอาแต่สายพันธุ์ที่มี TAA เข้าไปแทน TAG อย่างต่ำ 10 จุด (เป็นไปไม่ได้อยู่แล้วที่ TAA จะเข้าไปแทน TAG ทั้ง 314 จุดบนจีโนมของ E. coli ในคราวเดียว) ทีมของพวกเขาคัดแบคทีเรียในขั้นแรกนี้มาได้ 32 สายพันธุ์ แต่ละสายพันธุ์ก็มีจุดที่ถูกแทนที่แตกต่างกันไป
ขั้นตอนที่สอง นักวิจัยเอาแบคทีเรียที่เลือกไว้แล้วมาจับคู่ผสมพันธุ์กันในแบบที่เรียกว่า conjugation เพื่อให้แบคทีเรียสองสายพันธุ์แลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมระหว่างกัน เมื่อปล่อยให้พวกแบคทีเรียผสมกันไปเรื่อยๆ ในที่สุดก็จะได้แบคทีเรียสายพันธุ์ที่ตำแหน่ง TAG เกือบทุกตำแหน่งถูกแทนที่ด้วย TAA เทคนิคใหม่ล่าสุดนี้ Farren Isaacs ตั้งชื่อว่า conjugative assembly genome engineering (CAGE)
เพียงเท่านี้ เราก็จะได้แบคทีเรีย E. coli ที่ไม่มีรหัส TAG บนจีโนม ส่งผลให้หน้าที่ของ TAG บนแบคทีเรียสายพันธุ์นี้ว่างไปโดยปริยาย ฉะนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็สามารถมอบหมายงานใหม่ให้กับรหัส TAG ได้ เช่น อาจจะ "แก้โปรแกรม" ของแบคทีเรียให้ TAG มีความหมายแทนกรดอะมิโนสังเคราะห์สักตัว (ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถทำเรื่องดังกล่าวได้แล้ว ทุกวันนี้ก็คือรอหาช่องให้มีรหัสว่างๆ มารับงานไปนี่แหละ)
เทคนิคของทีม Farren Isaacs ใช้เวลาเพียง 5 สัปดาห์ในการทำให้ TAG ตกงาน ซึ่งจะว่าไปก็ต้องนับว่าเร็วกว่าการสร้างจีโนมทั้งอันขึ้นมาใหม่อยู่มาก แถมยังเปลืองเงินน้อยกว่าด้วย
แผนการในอนาคตของ Farren Isaacs คือการปลดตำแหน่งรหัสของกรดอะมิโนอื่นๆ ที่มีรหัสอีกตัว (หรือมากกว่า) ทำหน้าที่แทนกันได้ ตอนนี้เป้าหมายในใจของทีม Farren Isaacs มีรหัสที่สมควรออกมาหางานใหม่ได้แล้วอีกประมาณ 12 รหัส
ที่มา - New Scientist, Ars Technica, Nature News, PhysOrg, MIT News, Popular Science
*หมายเหตุ: หลายคนอาจจะงงว่าทำไมบทความ genetic code ใน Wikipedia ถึงบอกว่า "รหัสหยุด" คือ UAA, UGA, UAG แต่ในข่าวนี้ผมกลับเขียนเป็น TAA, TGA, TAG
เหตุผลคือว่า รหัสที่เห็นใน Wikipedia เป็นลำดับเบสที่อยู่บน tRNA ส่วนรหัสในข่าวนี้เป็นเบสบน DNA 
และเนื่องจากสาย RNA มีแต่เบส uracil (U) ไม่มีเบส thymine (T) ดังนั้นจะเป็น U หรือ T ก็มีความหมายถึง codon เดียวกัน ต่างแค่ว่าอยู่บน tRNA หรือ DNA
