ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทางพันธุกรรมจะทำให้เราทุกคนเป็นนักสืบดีเอ็นเอ
ในร้านอาหารจีนในห้างสรรพสินค้าแถบลาสเวกัส ออสติน เอเยอร์พยายามทำตัวเฉยเมยเมื่อเขาสั่งรายการที่เป็นที่ถกเถียงกันมากที่สุดในเมนู
“คุณต้องการปูในซุปหูฉลามไหม” ถามบริกร “รสชาติดีขึ้นมาก”
“เปล่า แค่หูฉลาม” เอเยอร์กล่าว “แล้วก็อยากให้ไป”
บริกรประเมินนักศึกษามหาวิทยาลัยที่มีตาสีฟ้าและแก้มสีเลือดฝาด ซึ่งอาจจะไม่เหมาะกับคำอธิบายของลูกค้าซุปหูฉลามทั่วไป บริกรยักไหล่: “นั่นคือ $21.57” เอเยอร์มอบบัตรเครดิต เขาหายใจออกช้าๆเมื่อได้ยินเสียงเรียกเข้าของเครื่องคิดเงิน
นาทีต่อมาที่ลานจอดรถ Ayer เปิดภาชนะโฟมขนาดไพน์และเทซุปลงบนถาดในห้องปฏิบัติการพันธุศาสตร์เคลื่อนที่ชั่วคราวของเขา ซึ่งก็คือด้านหลังของรถไซออนแฮทช์แบคของเขา เขารีบไปทำงานก่อนที่ตัวอย่างครีบฉลามของเขาจะถูกทำลาย “ผมต้องเอามันออกจากน้ำซุปร้อน ๆ และใส่น้ำแข็งให้เร็วที่สุด” เขากล่าว
เขาใช้คีมโลหะยาวจับปลาและดึงชิ้นเนื้อออกมา “มันดูเหมือนปู” เขากล่าว “นั่นไม่ใช่สิ่งที่เราต้องการ” เขาวางมันไว้ข้างๆ แล้วแหย่เส้นยาว ยืดหยุ่น โปร่งแสง คล้ายเส้นบะหมี่ออกจากน้ำซุป พวกมันดูเหมือนเส้นเอ็นที่ให้ความแข็งแรงแก่หูฉลาม “นี่ดูดีขึ้นแล้ว ไปเลย.”
เขาล้างเส้นใยบางส่วนด้วยการฉีดน้ำกลั่นแล้วจับไว้ในหลอดทดลองที่มีสารละลายเอนไซม์สำหรับการทดสอบทางพันธุกรรมในภายหลัง หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี DNA ของปลาฉลามที่อยู่ในชิ้นเนื้อจะเผยให้เห็นว่าซุปมีฉลามสายพันธุ์ต้องห้ามภายใต้กฎหมายระหว่างประเทศหรือไม่
การระบุลักษณะทางพันธุกรรมนั้นรวดเร็วขึ้น ถูกลง และน่าเชื่อถือมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยความก้าวหน้าที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนแม้แต่นักศึกษาระดับปริญญาตรีที่กล้าได้กล้าเสียอย่าง Ayer ก็สามารถสร้างตัวเองให้เป็นนักสืบดีเอ็นเอได้แล้ว ในอนาคตอันใกล้นี้ การหาลำดับลำดับยุคหน้า—ซึ่งช่วยให้เครื่องสามารถอ่านลำดับยีนหลายล้านชุดในชุดเดียว—และคำมั่นสัญญาของการทดสอบดีเอ็นเออย่างรวดเร็วหรือทันทีจะเปลี่ยนสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับชีวิตในทะเลและ เราจะรู้ได้เร็วแค่ไหน
เมื่อรวมกันแล้ว เทคโนโลยีควอนตัมจัมพ์เหล่านี้จะมอบวิธีการที่แม่นยำในการวัดว่าอาหารทะเลมีความปลอดภัยและเที่ยงตรงหรือไม่ นำเสนอวิธีการใหม่สำหรับนักชีววิทยาในการติดตามสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ที่เข้าใจยาก และช่วยให้หน่วยงานกำกับดูแลมีหลักฐานทางนิติวิทยาศาสตร์ในทันทีเพื่อปราบปรามการลักลอบค้าสัตว์ป่าผิดกฎหมายหรือระบุชนิดพันธุ์ ของปลาที่ติดอวนห่างจากฝั่ง และหากการพัฒนายังคงดำเนินต่อไปอย่างรวดเร็ว ผู้บริโภคก็จะสามารถเรียกตัวเองว่าเป็นผู้ตรวจสอบพันธุกรรมได้ โดยทำการทดสอบปลาฮาลิบัตบนจานของพวกเขาเพื่อตัดสินอย่างรวดเร็วว่าเป็นปลาฮาลิบัตจริงหรือไม่ ไม่ว่าจะแล่ออก แช่แข็ง หรือทอดก็ตาม
ศูนย์กลางของการปฏิวัตินี้คือระบบ ID ที่ใช้ตัวอย่างข้อมูลลำดับดีเอ็นเอที่เป็นของสปีชีส์หนึ่งๆ โดยมีความทะเยอทะยานที่จะสร้างแคตตาล็อกดิจิทัลที่มีสปีชีส์ทุกสปีชีส์บนโลก ลำดับที่แตกต่างกันเหล่านี้ ตั้งชื่อบาร์โค้ด DNA ตามแถบขาวดำที่คุ้นเคยบนผลิตภัณฑ์ที่สแกนในซูเปอร์มาร์เก็ต จะถูกจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูลส่วนกลาง เมื่อนักวิจัยแยกลำดับดีเอ็นเอที่ถูกต้องจากตัวอย่างเนื้อเยื่อใหม่ ก็จะสามารถนำมาเปรียบเทียบกับสายพันธุ์ที่ระบุทั้งหมดในระบบเพื่อดูว่าตรงกันหรือไม่ จนถึงตอนนี้ ปลามากกว่า 11,000 ตัวได้รับการระบุตัวตนและลงรายการในที่เก็บFish Barcode of Lifeด้วยคอมพิวเตอร์ เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่ยิ่งใหญ่กว่าInternational Barcode of Life(iBOL) ซึ่งได้วิเคราะห์เกือบห้าล้านตัวอย่างซึ่งเป็นตัวแทนของสายพันธุ์ต่างๆ มากกว่า 525,000 ชนิดบนบกและในทะเล
ในขณะเดียวกัน การแข่งขันกำลังจัดให้มีการทดสอบ DNA อย่างรวดเร็ว ซึ่ง Paul Hebert นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัย Guelph ในออนแทรีโอ และผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของ iBOL เปรียบได้กับ “tricorder” แบบใช้มือถือที่ใช้ใน Star Trek เพื่อสแกนและระบุรูปแบบชีวิตอย่างกล้าหาญ ทั่วทั้งจักรวาลไซไฟ “นั่นคือโลกที่เรากำลังมุ่งหน้าไป” เขากล่าว “อ่านชีวิตทุกรูปแบบเหมือนที่คนอ่านเทอร์โมมิเตอร์” การมีเทคโนโลยีมือถือแห่งอนาคตนี้จะช่วยลดเวลาจากตัวอย่างไปยังรหัสสายพันธุ์ที่เป็นบวก ซึ่งเป็นระบบที่ตอนนี้ต้องส่งตัวอย่างไปที่ห้องแล็บเพื่อประมวลผลและจัดลำดับดีเอ็นเอก่อนที่จะสามารถเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลเช่น Fish Barcode of Life
ในชั่วขณะหนึ่ง เฮเบิร์ตยอมรับว่า tricorder ของสป็อคอาจไม่ใช่การเปรียบเทียบที่สมบูรณ์แบบ เพราะไม่ต้องใช้ตัวอย่างเนื้อเยื่อหรือแม้แต่การสัมผัสผิวหนัง “จากมุมมองนั้น มันผิดทางเทคนิค” เขากล่าว “คุณไม่มี DNA ลอยอยู่ในอากาศมากขนาดนั้น”
นั่นไม่ใช่ปัญหาในมหาสมุทร ปลาและสัตว์ทะเลอื่นๆ กำจัดเซลล์ในน้ำทะเลเป็นประจำ ทิ้ง DNA สิ่งแวดล้อม (eDNA) ที่บอกเล่าได้ไว้ในพื้นที่ที่สามารถอ่านได้ผ่านการจัดลำดับรุ่นต่อไป Hebert กล่าวว่าการประมวลผลตัวอย่างน้ำทำให้เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถ “อ่านชนิดพันธุ์ทั้งหมดที่อยู่ในน้ำวันนั้นได้”
ตัวอย่างเช่น เมื่อต้นปีนี้ นักวิจัยได้เผยแพร่ผลการสำรวจ Tara Expedition ซึ่งใช้เวลา 4 ปี ซึ่งรวบรวม eDNA แทนการเก็บตัวอย่างในพิพิธภัณฑ์ เพื่อรวบรวมข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของแพลงก์ตอนหลายล้านสายพันธุ์ ตั้งแต่ไวรัสไปจนถึงสัตว์ขนาดเล็ก
สิ่งที่น่าทึ่งคือจนถึงปี 1970 นักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ว่าจุลินทรีย์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีอยู่ในน้ำทะเลเพราะมองไม่เห็นพวกมัน Stephen R. Palumbi นักชีววิทยาทางทะเลจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว
