แบคเทอริโอเฟจ: ชีววิทยาและการประยุกต์ใช้

บทคัดย่อ

แบคเทอริโอเฟจหรือเฟจคือไวรัสที่บุกรุกแบคทีเรีย แบคเทอริโอเฟจมีอยู่เป็นจำนวนมากบนโลกและพบอาศัยอยู่ในทุกระบบนิเวศ แบคเทอริโอเฟจถูกค้นพบมานานกว่าร้อยปี คุณสมบัติของแบคเทอริโอเฟจไม่ต่างจากไวรัสโดยทั่วไปคือมีความหลากหลายทั้งในด้านรูปร่างและชนิดของสารพันธุกรรม สารพันธุกรรมของแบคเทอริโอเฟจอาจเป็น DNA หรือ RNA อย่างใดอย่างหนึ่งและถูกล้อมไว้ด้วยโปรตีนหรือแคปซิด แคปซิดของแบคเทอริโอเฟจอาจมีรูปร่างเป็นรูปหลายเหลี่ยม มีลักษณะเป็นเส้นใย หรือมีลักษณะเป็นส่วนหัวและหาง ในการเริ่มต้นบุกรุกเซลล์แบคทีเรีย แบคเทอริโอเฟจจะต้องไปยึดเกาะกับโครงสร้างด้านนอกของโฮสต์เซลล์ก่อน โดยแบคเทอริโอเฟจใช้ส่วนที่เป็นโปรตีนยึดเกาะ (attachment protein) ไปจับกับที่รับ (receptor) ซึ่งอยู่บนผิวเซลล์ ในเซลล์ที่ติดเชื้อ แบคเทอริโอเฟจสามารถมีวงจรชีวิตได้สองแบบคือไลติกหรือไลโซจินิก คณะกรรมการระหว่างประเทศเกี่ยวกับอนุกรมวิธานของไวรัส (ICTV) ได้จัด   แบคเทอริโอเฟจไว้ในอันดับ (order) Caudovirales ตามรูปร่างและชนิดของสารพันธุกรรม มากกว่า 96% ของแบคเทอริโอเฟจเป็นแบคเทอริโอเฟจที่มีหางและมีสารพันธุกรรมเป็นดีเอ็นเอสายคู่ หลังจากที่มีการค้นพบแบคเทอริโอเฟจ นักวิจัยจำนวนมากมองเห็นถึงศักยภาพของแบคเทอริโอเฟจในด้านการทำลายแบคทีเรีย และเชื่อว่าน่าจะสามารถนำแบคเทอริโอเฟจมาใช้เป็นยารักษาโรคได้ แต่แนวคิดในการต่อยอดงานวิจัยดังกล่าวได้หยุดชะงักลงหลังจากที่มีการค้นพบยาปฏิชีวนะ ปัจจุบันแบคเทอริโอเฟจได้กลายมาเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับนักเทคโนโลยีชีวภาพ แบคเทอริโอเฟจถูกนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เช่น เป็นพาหะสำหรับการโคลนยีน (cloning vector) เป็นสารที่มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียสำหรับควบคุมโรคติดเชื้อ (phage therapy) เป็นเครื่องมือในการตรวจวินิจฉัยชนิดแบคทีเรียก่อโรค (phage typing) เป็นต้น นอกจากนี้แบคเทอริโอเฟจยังถูกนำไปใช้ในงานบางอย่าง (phage display) เพื่อทำให้เปปไทด์ที่สนใจไปปรากฏอยู่บนโปรตีนที่ผิวด้านนอกของแบคเทอริโอเฟจ ในบทความนี้ได้กล่าวสรุปเกี่ยวกับการนำแบคเทอริโอเฟจไปประยุกต์ใช้ในงานเหล่านี้