Original Title: Selection of DNA Aptamers for Detection of CP4 EPSPS Protein in GM Soybean
Source: doi.org/10.14456/thaidoa-agres.2018.14
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការជ្រើសរើស DNA Aptamers សម្រាប់ការរកឃើញប្រូតេអ៊ីន CP4 EPSPS នៅក្នុងសណ្តែកសៀងកែប្រែហ្សែន

ចំណងជើងដើម៖ Selection of DNA Aptamers for Detection of CP4 EPSPS Protein in GM Soybean

អ្នកនិពន្ធ៖ Adcharapun Chaicharoen (Center for Agricultural Biotechnology, Kasetsart University), Ratchanee Hongprayoon (Department of Plant Pathology, Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2018, Thai Agricultural Research Journal

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ដំណាំសណ្តែកសៀងកែប្រែហ្សែន ដែលមានផ្ទុកហ្សែន cp4 epsps ធន់នឹងថ្នាំសម្លាប់ស្មៅ ត្រូវបានដាំដុះយ៉ាងទូលំទូលាយនៅលើពិភពលោក ដែលទាមទារឱ្យមានវិធីសាស្ត្រធ្វើតេស្តរហ័ស និងច្បាស់លាស់ ដើម្បីតាមដានការសាយភាយរបស់វានៅក្នុងបរិស្ថាន។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស SELEX ដើម្បីជ្រើសរើស DNA aptamers ជាក់លាក់ទៅនឹងប្រូតេអ៊ីន CP4 EPSPS សម្រាប់អភិវឌ្ឍវិធីសាស្ត្រត្រួតពិនិត្យឧបករណ៍សាកល្បងហ្សែន។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Commercial ELISA Kit (Agdia)
ឧបករណ៍ធ្វើតេស្តពាណិជ្ជកម្ម ELISA (Agdia ELISA Kit)		 មានភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ (Sensitivity) ក្នុងការរកឃើញ និងផ្តល់តម្លៃអត្រា S/N ratio ខ្ពស់។ ជាឧបករណ៍ស្តង់ដារដែលងាយស្រួលប្រើប្រាស់។ ការផលិតអង្គបដិប្រាណ (Antibodies) សម្រាប់ ELISA ចំណាយពេលយូរ (ច្រើនជាង ៨ ខែ) ត្រូវការសត្វពិសោធន៍ និងមានតម្លៃថ្លៃក្នុងការនាំចូល។ ផ្តល់តម្លៃអត្រា S/N (Signal-to-Noise) ខ្ពស់រហូតដល់ ១៣.០០ ក្នុងការរកសំណាកវិជ្ជមាន។
Indirect Enzyme-Linked Aptamer Assay (Indirect ELAA)
ការធ្វើតេស្តដោយប្រយោល (Indirect ELAA) ដោយប្រើប្រាស់ DNA Aptamer		 Aptamer អាចផលិតបានលឿនជាង (ប្រហែល ៤ ខែ) ចំណាយតិច មិនត្រូវការសត្វពិសោធន៍ និងមានស្ថិរភាពខ្ពស់។ តម្រូវឱ្យមានការសាកល្បងដើម្បីរកកំហាប់ Aptamer ដែលស័ក្តិសមបំផុត ហើយភាពប្រែប្រួលនៅមានកម្រិតទាបនៅឡើយ។ ផ្តល់តម្លៃ S/N ratio អតិបរមា ១.៥៦ នៅពេលប្រើ AptRR-A3 ក្នុងកំហាប់ ១២.៥ ng/ml។
Sandwich Enzyme-Linked Aptamer Assay (Sandwich ELAA)
ការធ្វើតេស្តតាមបែប Sandwich ELAA ដោយប្រើប្រាស់ DNA Aptamers ចំនួន ២		 មានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ជាង Indirect ELAA ដោយប្រើ Aptamers ពីរផ្សេងគ្នា (មួយសម្រាប់ចាប់យក និងមួយសម្រាប់រកតម្រុយ) និងផ្តល់លទ្ធផលស្របតាម ELISA។ តម្លៃ S/N ratio (១.៦៤) នៅតែទាបខ្លាំងបើធៀបនឹងឧបករណ៍ពាណិជ្ជកម្ម ELISA (១៣.០០) ដែលទាមទារការកែលម្អបន្ថែមលើភាពប្រែប្រួល។ ប្រើ AptRR-A5 ជាអ្នកចាប់យក និង AptRR-A3 ជាអ្នករកតម្រុយ ផ្តល់តម្លៃ S/N ratio ខ្ពស់បំផុត ១.៦៤។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារបន្ទប់ពិសោធន៍ជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុលកម្រិតមធ្យម ដែលមានបរិក្ខារស្តង់ដារសម្រាប់ការបណ្តុះបាក់តេរី ការធ្វើ PCR និងការវាស់ស្ទង់ពណ៌ដោយម៉ាស៊ីន ELISA។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់គំរូសណ្តែកសៀងកែប្រែហ្សែន (GM Soybean) ដែលមានផ្ទុកហ្សែន cp4 epsps នាំចូលដើម្បីធ្វើតេស្ត។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជាដែលពឹងផ្អែកលើការនាំចូលផលិតផលកសិកម្ម និងចំណីសត្វ ទិន្នន័យនេះមានសារៈសំខាន់ ប៉ុន្តែយើងគប្បីប្រមូលសំណាកសណ្តែកសៀងដែលកំពុងចរាចរណ៍ក្នុងទីផ្សារកម្ពុជាផ្ទាល់ ដើម្បីវាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពនៃ Aptamer ទាំងនេះឡើងវិញ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រប្រើប្រាស់ DNA Aptamer នេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់កម្ពុជា ក្នុងការកសាងសមត្ថភាពត្រួតពិនិត្យផលិតផលកែប្រែហ្សែន (GMOs) ដោយចំណាយតិចជាងការទិញឧបករណ៍ ELISA ពាណិជ្ជកម្ម។

ការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍តេស្ត ELAA ក្នុងស្រុកដោយប្រើប្រាស់ Aptamer នឹងជួយកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើឧបករណ៍ធ្វើតេស្តបរទេសតម្លៃថ្លៃ និងពង្រឹងឯករាជ្យភាពរបស់កម្ពុជាក្នុងការត្រួតពិនិត្យគុណភាពកសិផល។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះស្តីពីហ្សែន និងប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ: ស្វែងយល់ពីហ្សែន cp4 epsps និងប្រូតេអ៊ីន CP4 EPSPS តាមរយៈមូលដ្ឋានទិន្នន័យ GenBank (NCBI) និងប្រើប្រាស់កម្មវិធី Codon Optimization ដើម្បីរៀបចំលំដាប់នីក្លេអូទីតឲ្យស្របនឹងការផលិតក្នុងបាក់តេរី។
  2. អនុវត្តការបណ្តុះ និងបន្សុទ្ធប្រូតេអ៊ីន: រៀបចំការបណ្តុះបាក់តេរី Escherichia coli (BL21) ដើម្បីផលិត Recombinant Protein រួចប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស Ni-NTA chromatography និង Vivaspin ផ្តោតដើម្បីបន្សុទ្ធប្រូតេអ៊ីន។
  3. ហ្វឹកហាត់បច្ចេកទេស SELEX: អនុវត្តដំណើរការ SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) ដើម្បីចម្រាញ់យក DNA Aptamers ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ជាមួយប្រូតេអ៊ីន CP4 EPSPS រួចប្រើ Mfold web server ដើម្បីវិភាគរចនាសម្ព័ន្ធ 2D។
  4. អភិវឌ្ឍ និងប្រៀបធៀបវិធីសាស្ត្រធ្វើតេស្ត: រៀបចំការធ្វើតេស្តតាមបែប Indirect ELAA និង Sandwich ELAA ដោយយកទៅប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍ Commercial ELISA Kit ដើម្បីវាយតម្លៃអត្រា S/N ratio និងភាពប្រែប្រួល។
  5. បង្កើនប្រសិទ្ធភាព និងអនុវត្តលើសំណាកជាក់ស្តែង: ធ្វើការកែសម្រួលកំហាប់នៃ Capture Aptamer និង Detecting Aptamer ដើម្បីបង្កើនភាពប្រែប្រួល (Sensitivity) រួចសាកល្បងធ្វើតេស្តលើសំណាកសណ្តែកសៀងដែលប្រមូលបានពីទីផ្សារ ឬច្រកព្រំដែនប្រទេសកម្ពុជា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
DNA Aptamer (ឌីអិនអេ អាបតាម័រ) ជាម៉ូលេគុល DNA ឬ RNA ខ្សែទោលខ្លីៗ ដែលមានសមត្ថភាពអាចចាប់យក និងភ្ជាប់ទៅនឹងម៉ូលេគុលគោលដៅ (ដូចជាប្រូតេអ៊ីន) យ៉ាងជាក់លាក់បំផុត ស្រដៀងទៅនឹងអង្គបដិប្រាណ (Antibody) ដែរ ប៉ុន្តែវាត្រូវបានផលិតឡើងនៅក្នុងបំពង់សាកល្បងដោយមិនបាច់ប្រើសត្វ និងមានតម្លៃថោកជាង។ ដូចជាសោរពិសេសមួយដែលអាចចាក់សោរបានតែមេកូនសោរមួយប៉ុណ្ណោះ ហើយយើងអាចបង្កើតវាបានយ៉ាងលឿននៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។
SELEX (វិធីសាស្ត្រជ្រើសរើស SELEX) ជាបច្ចេកទេសមួយឈ្មោះថា Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment ដែលដំណើរការដោយការធ្វើតេស្តច្រោះយក និងបង្កើនចំនួនឡើងវិញជាច្រើនជុំ ដើម្បីចម្រាញ់ និងជ្រើសរើសយក Aptamer ណាដែលខ្លាំង និងស័ក្តិសមបំផុតក្នុងការចាប់យកម៉ូលេគុលគោលដៅ។ ដូចជាការប្រកួតជម្រុះបវរកញ្ញាជាច្រើនវគ្គ ដើម្បីស្វែងរកអ្នកដែលស្អាតនិងមានសមត្ថភាពស័ក្តិសមបំផុតប្រចាំកម្មវិធី។
CP4 EPSPS (ប្រូតេអ៊ីន CP4 EPSPS) ជាអង់ស៊ីម (ប្រូតេអ៊ីន) ដែលផលិតចេញពីហ្សែនរបស់បាក់តេរី Agrobacterium tumefaciens strain CP4 ហើយត្រូវបានគេកាត់តបញ្ចូលទៅក្នុងរុក្ខជាតិ (ដូចជាសណ្តែកសៀង) ដើម្បីធ្វើឲ្យរុក្ខជាតិនោះមានភាពធន់ទៅនឹងថ្នាំសម្លាប់ស្មៅប្រភេទ Glyphosate (Roundup)។ ដូចជាអាវក្រោះការពារគ្រាប់កាំភ្លើង ដែលបំពាក់ឲ្យដំណាំ ដើម្បីកុំឲ្យស្លាប់នៅពេលគេបាញ់ថ្នាំសម្លាប់ស្មៅចូលក្នុងចម្ការ។
Sandwich ELAA (បច្ចេកទេសធ្វើតេស្ត Sandwich ELAA) វិធីសាស្ត្រធ្វើតេស្ត Enzyme-Linked Aptamer Assay ដោយប្រើប្រាស់ Aptamer ពីរផ្សេងគ្នា មួយសម្រាប់ចាប់ម៉ូលេគុលគោលដៅឲ្យជាប់ (Capture aptamer) និងមួយទៀតសម្រាប់ចូលទៅភ្ជាប់ពីលើ និងបញ្ចេញពណ៌ដើម្បីបញ្ជាក់វត្តមានរបស់គោលដៅនោះ (Detecting aptamer)។ ដូចជានំសាំងវិច ដែលមាននំប៉័ងពីរផ្ទាំង (Aptamers ទាំង២) កៀបសាច់មួយបន្ទះ (ប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ) នៅកណ្តាល ដើម្បីងាយស្រួលរកមើលនិងធានាថាមិនខុសគោលដៅ។
Codon optimization (ការកែសម្រួលកូដុង) ជាការកែប្រែលំដាប់កូដសេនេទិច (DNA) របស់សត្វ ឬរុក្ខជាតិណាមួយ ឲ្យស្របទៅនឹងចំណូលចិត្តភាសាសេនេទិចរបស់បាក់តេរី ដើម្បីឲ្យបាក់តេរីនោះអាចអានកូដ និងផលិតប្រូតេអ៊ីននោះបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពនិងទទួលបានបរិមាណច្រើនបំផុត។ ដូចជាការបកប្រែនិងសម្រួលអត្ថបទពីភាសាបរទេសមកជាភាសាខ្មែរ ដើម្បីឲ្យប្រជាជនខ្មែរងាយស្រួលអាននិងយល់ច្បាស់។
Recombinant protein (ប្រូតេអ៊ីនកាត់ត ឬ Recombinant protein) ជាប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានផលិតឡើងតាមរយៈការបញ្ចូលហ្សែន (DNA កាត់ត) ទៅក្នុងកោសិកាពពោះ (Host) ដូចជាបាក់តេរី Escherichia coli ដើម្បីបង្ខំឲ្យកោសិកានោះផលិតប្រូតេអ៊ីនតាមការចង់បានរបស់យើងក្នុងបរិមាណច្រើន។ ដូចជាការយកប្លង់ផ្ទះរបស់យើង ទៅឲ្យរោងចក្រមួយផ្សេងទៀតជួយផលិតគ្រឿងបន្លាស់ឲ្យបានច្រើននិងលឿនតាមដែលយើងចង់បាន។
Signal-to-Noise (S/N) ratio (អត្រាធៀបរវាងសញ្ញានិងសំឡេងរំខាន) ជារង្វាស់ប្រៀបធៀបរវាងតម្លៃពណ៌ដែលបញ្ជាក់ពីវត្តមានប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ (Signal ឬលទ្ធផលវិជ្ជមាន) ធៀបទៅនឹងតម្លៃពណ៌រំខាននៃសំណាកដែលគ្មានប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ (Noise ឬលទ្ធផលអវិជ្ជមាន) នៅក្នុងការធ្វើតេស្ត។ កាលណា S/N ratio កាន់តែខ្ពស់ មានន័យថាការធ្វើតេស្តកាន់តែសុក្រឹតនិងងាយស្រួលមើលដឹង។ ដូចជាការស្តាប់វិទ្យុដែលរលកសញ្ញាច្បាស់ល្អ (Signal) ធ្វើឲ្យយើងស្តាប់បានច្បាស់ ជាងសំឡេងរ៉ែៗរំខាន (Noise) ដែលធ្វើឲ្យស្តាប់មិនបាន។
Epitope (អេពីតូប ឬ ចំណុចសម្គាល់អង់ទីហ្សែន) ជាផ្នែកតូចមួយ ឬរចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់ណាមួយនៅលើផ្ទៃរបស់ម៉ូលេគុលអង់ទីហ្សែន (ដូចជាប្រូតេអ៊ីន) ដែលអង្គបដិប្រាណ (Antibody) ឬ Aptamer អាចសម្គាល់ដឹង និងចូលទៅចាប់ភ្ជាប់បានយ៉ាងជាក់លាក់បំផុតដូចជាសោរនិងកូនសោរ។ ដូចជាទម្រង់ផ្ទៃមុខរបស់មនុស្សម្នាក់ ដែលម៉ាស៊ីនស្កេនមុខអាចសម្គាល់ដឹងថាតើមនុស្សនោះជានរណា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖