การเข้าชุดยีนใหม่

การเข้าชุดยีนใหม่ (อังกฤษ: Reassortment) เป็นการผสมยีนจากสิ่งมีชีวิตสปีชีส์ ๆ หนึ่งเข้าเป็นยีนผสมใหม่ที่ปรากฏในสิ่งมีชีวิตอีกตัวหนึ่ง มีกระบวนการหลายอย่างที่เป็นเหตุรวมทั้งการเข้าชุดโครโมโซมใหม่ (assortment of chromosomes) และ chromosomal crossover คำนี้ใช้มากเป็นพิเศษสำหรับไวรัสที่คล้ายกันสองอย่างซึ่งทำให้เซลล์หนึ่ง ๆ ติดเชื้อแล้วไวรัสแลกเปลี่ยนยีนกัน โดยเฉพาะก็คือ กระบวนการนี้เกิดในไวรัสไข้หวัดใหญ่ ที่มีจีโนมเป็นอาร์เอ็นเอซึ่งเแบ่งเป็นส่วนย่อย 8 ส่วน แต่ละส่วน ๆ เป็นเหมือนกับโครโมโซมย่อย เมื่อประกอบเป็นยีนไวรัสหนึ่ง ๆ ก็จะต้องได้ส่วนหนึ่งจากแต่ละส่วน ๆ ตามที่ว่านั้น

กระบวนการเข้าชุดยีนใหม่ด้วยเทคโนโลยีชีวภาพ ไวรัสไข้หวัดใหญ่มีส่วน 8 ส่วน จุดประสงค์ก็คือการนำยีน hemagglutinin (HA) และ neuraminidase (NA) ที่ต้องการจากไวรัสสายพันธุ์ที่ 1 เข้าผสมกับยีนของไวรัสสายพันธุ์ที่ 2 โดยต้องเพาะเชื้อได้ดีในไข่และไม่มีอันตรายต่อมนุษย์ (1) ฉีดไวรัสไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ที่ 1 และ 2 เข้าไปในไข่ไก่ที่ผสมพันธุ์แล้ว (2) ยีนต่าง ๆ จากสายพันธุ์ที่ 1 ขยายจำนวนแล้วผสมยีนกับของสายพันธุ์ที่ 2 โดยอาจสร้างยีนลูกผสมได้ถึง 256 อย่าง (3) นักวิจัยสืบหาสายพันธุ์ลูกผสมที่มียีน HA และ NA จากสายพันธุ์ที่ 1 รวมเข้ากับยีนอื่น ๆ ของสายพันธุ์ที่ 2 ที่สามารถเพาะพันธุ์ได้ดีในไข่ (4) สายพันธุ์ไวรัสไข้หวัดใหญ่ที่เข้าชุดยีนใหม่นี้ บวกกับสายพันธุ์ไวรัสไข้หวัดใหญ่อีก 2 สายพันธุ์จะนำไปใช้เป็นวัคซีนไข้หวัดใหญ่สำหรับปีหน้า

ถ้าสัตว์ถูกเบียนตัวเดียว (เช่น มนุษย์ ไก่ หรือสัตว์อื่น ๆ) ติดเชื้อไข้หวัดใหญ่ 2 สายพันธุ์ การรวมอนุภาคไวรัสเข้าใหม่จากส่วนผสมของไวรัสทั้งสองอย่างก็เป็นไปได้ โดยแต่ละส่วน ๆ มาจากสายพันธุ์ที่ต่างกัน และสายพันธุ์รวมชุดใหม่นี้ก็จะมีลักษณะคล้าย ๆ กับสายพันธุ์ต้นแบบทั้งสอง

กระบวนการนี้เป็นเหตุของการเลื่อนแอนติเจน (antigenic shift) ที่สำคัญในประวัติการเกิดไวรัสไข้หวัดใหญ่ ในเหตุการณ์ระบาดทั่วของไข้หวัดใหญ่ปี 1957 และ 1968 สายพันธุ์ใหม่ที่เกิดเป็นการเข้าชุดยีนใหม่ของไวรัสนกและไวรัสมนุษย์ เทียบกับไวรัส H1N1 ที่เป็นเหตุของการระบาดของไข้หวัดใหญ่สายพันธุ์ใหม่ 2009 โดยมีลำดับยีนแปลกซึ่งมาจากไวรัสสุกร ไวรัสนก และไวรัสมนุษย์

ไวรัสสกุล Reptarenavirus ซึ่งเป็นเหตุของโรค inclusion body disease ในงู มีความหลากหลายทางพันธุกรรมสูงเพราะการเข้าชุดยีนใหม่จากสายพันธุ์หลายสายพันธุ์ในสัตว์ตัวเดียวกัน

Multiplicity reactivation

เมื่อฆ่าไวรัสไข้หวัดใหญ่ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตหรือด้วยรังสีให้แตกตัวเป็นไอออน (ionizing radiation) ก็ยังอาจปลุกฤทธิ์ได้ใหม่ผ่านกระบวนการ multiplicity reactivation ในเซลล์ของสัตว์ถูกเบียนที่ติดเชื้อ

ถ้าส่วนจีโนมใด ๆ ของไวรัสเสียหายแล้วทำให้ไวรัสถ่ายแบบไม่ได้ หรือทำให้แสดงออกยีนสำคัญไม่ได้ ไวรัสก็ไม่สามารถขยายพันธุ์ได้ถ้าเป็นไวรัสเดียวที่เซลล์ถูกเบียนติด แต่ถ้ามีไวรัสมากกว่าหนึ่งอย่างที่เซลล์เดียวกันติด ไวรัสอาจจะขยายตัวต่อไปได้เนื่องกับการรวมชุดยีนส่วนต่าง ๆ เข้าใหม่ ถ้าไวรัสสองอย่างรวม ๆ กันแล้วมีส่วนจีโนมทั้ง 8 ส่วนที่ไม่เสียหาย

ดูเพิ่ม

• การเลื่อนแอนติเจน (antigenic shift)

เชิงอรรถและอ้างอิง

1. Alberts, B.; Bray, D.; Roberts, K.; Lewis, J.; Raff, M. (1997). Essential cell biology: an introduction to the molecular biology of the cell. Taylor & Francis. ISBN 978-0-8153-2045-6.
2. . New Scientist. 2009-04-24. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2020-06-29. สืบค้นเมื่อ 2009-04-26. Unknown parameter |deadurl= ignored (help)
3. Barry, RD (August 1961). "The multiplication of influenza virus. II. Multiplicity reactivation of ultraviolet irradiated virus". Virology. 14: 398–405. doi:10.1016/0042-6822(61)90330-0. PMID 13687359.CS1 maint: uses authors parameter (link)
4. "Studies on host-virus interactions in the chick embryo-influenza virus system. VI. Evidence for multiplicity reactivation of inactivated virus". 1951. PMID 14888814. Cite journal requires |journal= (help)
5. "Multiplicity reactivation in gamma irradiated influenza viruses". 1967. PMID 6066111. Cite journal requires |journal= (help)
6. "Adaptive value of sex in microbial pathogens". 2008-01-16. PMID 18295550. Cite journal requires |journal= (help)

แหล่งข้อมูลอื่น

• An animation from hhmi.org illustrating the process
• Hood, E (February 2006). "Flu Vaccine Production Gets a Shot in the Arm". Environ Health Perspect. 114 (2): A108-11. doi:10.1289/ehp.114-a108. PMC 1367863. PMID 16451835.
• Simon-Loriere, Etienne; Holmes, Edward C. (2011). "Why do RNA viruses recombine?". Nature Reviews Microbiology. 9 (8): 617–626. doi:10.1038/nrmicro2614. PMC 3324781. PMID 21725337. Offers a good introduction with figures on the concept of reassortment (as well as recombination).