การวิเคราะห์อภิมานข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์เพื่อหากลุ่มยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสารออกฤทธิ์แอนโดรกราโฟไลด์ในฟ้าทะลายโจร

ฟ้าทะลายโจร [1] เป็นหนึ่งในพืชสมุนไพรไทยยอดนิยมที่นำมาใช้ประโยน์อย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ด้วยสรรพคุณที่ช่วยบรรเทาอาการของโรคหวัด (common cold) ลดความรุนแรงของอาการในผู้ป่วยที่ติดโควิด 19 [2] สาระสำคัญที่ออกฤทธิ์ทางยาในฟ้าทะลายโจรคือสารในกลุ่ม lactone จำพวก andrographolide และสารอนุพันธ์ neo-andrographolide, 14-deoxy-11,12-dehydroandrographolide และ isoandrographolide ซึ่งนิยมนำชิ้นส่วนพืชฟ้าทะลายโจรจากทั้งต้น ส่วนเหนือดิน ใบ หรือราก มาใช้ในรูปของยาผงบดละเอียดบรรจุแคปซูล ยาสารสกัด [3] โดยสาร andrographolide ถูกศึกษา วิจัย และพัฒนาเพื่อใช้ทางการแพทย์ ไม่ว่าจะเป็น ยาต้านมะเร็ง ยาปฏิชีวนะ สารต้านอนุมูลอิสระ ยาลดการอักเสบ ยาต้านไวรัส ยาลดระดับน้ำตาลในเลือด และยาสมานแผล  [3] กระบวนการผลิตยาเหล่านี้จำเป็นต้องใช้พืชฟ้าทะลายโจรที่มีคุณภาพ ไม่มีสารตกค้าง และมีปริมาณสารออกฤทธิ์สำคัญที่เพียงพอต่อการรักษา โดยผู้ผลิตจะรับซื้อพืชฟ้าทะลายโจรจากกลุ่มเกษตรกรในแหล่งต่างๆ ซึ่งอาจมีความแตกต่างของปริมาณสารออกฤทธิ์สำคัญ ปริมาณสารออกฤทธิ์สำคัญเหล่านี้มักขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในและภายนอก ได้แก่ สายพันธุ์ ชนิดดิน วิธีการปลูก การให้น้ำ-ปุ๋ย ระยะห่างระหว่างต้น อายุพืช ช่วงเวลาเก็บเกี่ยว ชิ้นส่วนของพืชที่นำมาใช้ทำยา สุขภาพของต้นไม้ [4, 5]

เพื่อให้เกิดการเพิ่มปริมาณสารออกฤทธิ์สำคัญในฟ้าทะลายโจรที่สูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการปลูกฟ้าทะลายโจรแบบปกติ คณะผู้ดำเนินการวิจัยได้มีการใช้ตัวกระตุ้น (elicitors) ชนิดต่างๆ ในโครงการวิจัยก่อนหน้านี้ คือโครงการ “การควบคุมผลผลิตสารสำคัญ (ออกฤทธิ์) ทางยาในพืชสมุนไพรด้วยเกษตรแม่นยำ เพื่อตอบโจทย์การแพทย์แม่นยำสำหรับสมุนไพรไทย: ฟ้าทะลายโจร” ซึ่งได้รับการสนับสนุนงบการดำเนินการวิจัยจาก สกสว.ประจำปีงบประมาณ 2565 ในโครงการนี้ได้ทำการศึกษาตัวกระตุ้นที่สามารถชักนำทำให้เกิดสาร andrographolide สูงขึ้น โดยการกระตุ้นด้วย 3 ปัจจัย ได้แก่ 1) ช่วงคลื่นแสง 2) การพ่นสารกระตุ้นชีวภาพ protein hydrolysates และ 3) การพ่นกรดซาลิไซลิคซึ่งเป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืช [6] ตัวกระตุ้นเหล่านี้สามารถกระตุ้นการทำงานของยีนในระดับเซลล์ทำให้พืชฟ้าทะลายโจรเกิดการสร้างสารออกฤทธิ์แอนโดรกราโฟไลด์ที่สูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับสภาวะควบคุม แต่อย่างไรก็ดีความเข้าใจเชิงลึกถึงกลไกภายในเซลล์ที่ทำให้พืชฟ้าทะลายโจรสามารถผลิตสารแอนโดรกราโฟไลด์ในปริมาณที่สูงยังมีอยู่อย่างจำกัด ประกอบกับปัจจุบันนี้ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี high-throughput sequencing มีมากขึ้น ทำให้การศึกษาจีโนมและทรานสคริปโตมของพืชในระดับเซลล์มีความเป็นไปได้และได้ถูกนำมาใช้ในการศึกษาการทำงานของยีนในพืชฟ้าทะลายโจรมากขึ้น [7–9] มีการเพิ่มขึ้นของชุดข้อมูลการแสดงออกของยีนในระบบทรานสคริปชันของฟ้าทะลายโจรในฐานข้อมูลสาธารณะ 

ดังนั้นในโครงการวิจัยนี้ คณะผู้ดำเนินการวิจัยจะใช้ความรู้ทางชีวสารสนเทศในการวิเคราะห์ข้อมูลโอมิกส์เหล่านี้ร่วมกันโดยวิธีการวิเคราะห์อภิมานข้อมูลทรานสคริปโตมิกส์ ทำให้เกิดการใช้ประโยชน์จากข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพและได้ผลลัพธ์ที่มีความน่าเชื่อถือทางสถิติสูงขึ้นกว่าการวิเคราะห์ข้อมูลเพียงชุดเดียว ทำให้เกิดองค์ความรู้เชิงลึกและค้นพบยีนใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสารแอนโดรกราโฟไลด์ในฟ้าทะลายโจร ซึ่งจะเป็นข้อมูลพื้นฐานที่สำคัญเพื่อสนับสนุนให้เกิดการทำเกษตรแม่นยำ (Precision agriculture) หรือประยุกต์ใช้ยีนเครื่องหมายโมเลกุลที่ค้นพบในงานวิจัยนี้ในการพัฒนาสายพันธุ์ฟ้าทะลายโจรให้มีสารแอนโดรกราโฟไลด์ต่อต้นสูงในอนาคต (Marker-assisted plant breeding)