นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคตัดต่อยีน CRISPR ควบคุมเอนไซม์หลักในการสร้างมีเทนของจุลินทรีย์ ช่วยระบุแหล่งที่มาของมีเทนในชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำขึ้น

มีเทน (CH4) เป็นก๊าซเรือนกระจกที่กักเก็บความร้อนได้มากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 80 เท่า แม้จะมีปริมาณน้อยกว่า แต่การเพิ่มขึ้นของมีเทนนับเป็นหนึ่งปัจจัยสำคัญที่เร่งให้เกิดภาวะโลกร้อน ปัจจุบันประมาณ 2 ใน 3 ของมีเทนในชั้นบรรยากาศมาจากจุลินทรีย์ที่เรียกว่า เมทาโนเจน (methanogens) ซึ่งอาศัยอยู่ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน หรือมีออกซิเจนในปริมาณที่น้อยมาก เช่น บึงนา ขยะฝังกลบ และในกระเพาะสัตว์เคี้ยวเอื้อง

ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ใช้ลายเซ็นต์ไอโซโทป หรือการวัดองค์ประกอบไอโซโทปของคาร์บอนและไฮโดรเจนในโมเลกุลมีเทน เพื่อตรวจสอบแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกัน อัตราส่วนตามธรรมชาติของไอโซโทปเหล่านี้จะสะท้อนอยู่ในโมเลกุลที่สิ่งมีชีวิตสร้างขึ้น ซึ่งตั้งอยู่บนสมมติฐานเดิมที่ว่า ลายเซ็นต์ไอโซโทปของมีเทนขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นหรืออาหารที่จุลินทรีย์กินเข้าไป อย่างไรก็ตาม ค่าที่วัดได้จากธรรมชาติมักไม่ตรงกับที่คาดจากการทดลองในห้องปฏิบัติการ ทำให้การประเมินแหล่งปล่อยมีเทนยังไม่ค่อยแน่นอนนัก

งานวิจัยล่าสุดจากมหาวิทยาลัย California, Berkeley สหรัฐอเมริกา ตีพิมพ์ในวารสาร Science วันที่ 17 ส.ค. ที่ผ่านมา พบว่าลายเซ็นต์ไอโซโทปไม่ได้ขึ้นอยู่กับอาหารของเมทาโนเจนเท่านั้น แต่ยังได้รับอิทธิพลจากสิ่งแวดล้อมด้วย โดยทีมวิจัยใช้เทคนิคตัดต่อยีน CRISPR ปรับลดการทำงานของเอนไซม์สำคัญในจุลินทรีย์ชื่อ methyl-coenzyme M reductase (MCR) ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสุดท้ายในการสร้างมีเทน เมื่อเอนไซม์นี้ทำงานน้อยลง กระบวนการสร้างมีเทนจะเกิดการย้อนกลับบางส่วน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนไฮโดรเจนในโมเลกุลมีเทนกับไฮโดรเจนในน้ำมากขึ้น องค์ประกอบไอโซโทปของมีเทนที่เปลี่ยนไปจึงสามารถสะท้อนแหล่งที่มาของน้ำ ช่วยให้ตีความแหล่งกำเนิดของมีเทนที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อมได้

งานวิจัยนี้ถือเป็นการเชื่อมโยงความรู้ระหว่างชีววิทยาระดับโมเลกุลกับการศึกษาความหลากหลายของไอโซโทปในธรรมชาติ (Isotope geochemistry) เป็นครั้งแรก เพื่อทำความเข้าใจว่าชีววิทยาของจุลินทรีย์เมทาโนเจนควบคุมองค์ประกอบไอโซโทปของมีเทนอย่างไร การค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุแหล่งกำเนิดมีเทนที่แตกต่างกันได้แม่นยำยิ่งขึ้น และชี้ว่าควรมีการทบทวนแบบจำลองที่ใช้ประเมินแหล่งปล่อยมีเทนแบบเดิมใหม่ ซึ่งอาจนำไปสู่เทคโนโลยีควบคุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจก หรือการกำหนดมาตรการเพื่อจัดการกับปริมาณก๊าซเรือนกระจกได้อย่างตรงจุดมากขึ้นในอนาคต
 

อ้างอิง

https://www.sciencedaily.com/releases/2025/08/250816113528.htm
https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.adu2098