• ผศ.ดร.วุฒิชัย คำดวง คณะเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

• นักศึกษาปริญญาโท: Nyein Linn Maung

ฝุ่นละออง PM2.5 ในอากาศไม่เพียงแต่พามลพิษทางเคมีเท่านั้น แต่ยังนำพาสารชีวภาพต่างๆ เช่น แบคทีเรีย เชื้อรา และกรดนิวคลีอิกของไวรัสด้วย ในพื้นที่ภาคเหนือของประเทศไทย การเผาชีวมวลตามฤดูกาลส่งผลให้ระดับ PM2.5 เพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ทว่าข้อมูลเกี่ยวกับไวรัสในอากาศที่เกี่ยวข้องยังคงมีอยู่อย่างจำกัด แม้ว่าเทคโนโลยีการถอดรหัสพันธุกรรมแบบเมทาจีโนมิกส์ (metagenomic sequencing) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยี Oxford Nanopore Technologies (ONT) ที่สามารถอ่านลำดับเบสสายยาวแบบเรียลไทม์ (real-time, long-read) จะช่วยให้สามารถตรวจหาจุลชีพได้อย่างครอบคลุม แต่การวิเคราะห์ไวรัสจาก PM2.5 ยังคงเป็นความท้าทาย เนื่องจากความเข้มข้นที่ต่ำของกรดนิวคลีอิกจากไวรัสท่ามกลางดีเอ็นเอพื้นหลัง (background DNA) ปริมาณสูง ดังนั้น โครงการนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาและประเมินกระบวนการทำงานด้านเมทาจีโนมิกส์ที่พัฒนาให้เหมาะสมบนแพลตฟอร์ม ONT ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่การสกัด การเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม การถอดรหัสพันธุกรรม ไปจนถึงการวิเคราะห์ชีวสารสนเทศศาสตร์ (bioinformatics) เพื่อยกระดับประสิทธิภาพในการระบุคุณลักษณะของลำดับพันธุกรรมไวรัสและจุลชีพจากแผ่นกรอง PM2.5

1) เพื่อพัฒนากระบวนการทำงานด้านเมทาจีโนมิกส์ (Metagenomic workflow) สำหรับการสกัดแยกกรดนิวคลีอิกของไวรัสจากสิ่งส่งตรวจประเภทแผ่นกรองฝุ่น PM2.5 โดยครอบคลุมขั้นตอนการสกัดกรดนิวคลีอิก การสังเคราะห์ cDNA การเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม (Amplification) การเตรียมไลบรารี (Library preparation) และการถอดรหัสพันธุกรรมด้วยเครื่องนาโนพอร์

2) เพื่อประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการทำงานเบื้องต้นที่อิงเทคนิค SISPA เปรียบเทียบกับกระบวนการที่ได้รับการปรับสภาวะให้เหมาะสม (Optimized workflow) ซึ่งบูรณาการการใช้เอนไซม์ TURBO™ DNase ร่วมกับเทคนิคการสังเคราะห์ cDNA แบบ SMART-9N

3) เพื่อสร้างและพัฒนาระบบไปป์ไลน์ทางชีวสารสนเทศ (Bioinformatic pipeline) สำหรับใช้ในการควบคุมคุณภาพของข้อมูล (Quality control) การตัดลำดับไพรเมอร์ (Primer trimming) การคัดกรองคุณภาพ (Quality filtering) และการจัดจำแนกทางอนุกรมวิธาน (Taxonomic classification) จากข้อมูลการถอดรหัสพันธุกรรมบนแพลตฟอร์ม ONT

4) เพื่อจำแนกคุณลักษณะและวิเคราะห์ความชุกสัมพัทธ์ (Relative abundance) ของกลุ่มไวรัส แบคทีเรีย และเชื้อรา ที่พบบนแผ่นกรองฝุ่น PM2.5

5) เพื่อประเมินความเป็นไปได้ในการนำกระบวนการทำงานที่พัฒนาขึ้น ไปประยุกต์ใช้เป็นกรอบแนวทางเชิงระเบียบวิธีวิจัย (Methodological framework) สำหรับการศึกษาไวรัสนิเวศในอากาศ (Airborne virome) และการเฝ้าระวังทางสิ่งแวดล้อมในอนาคต