齊魯晚報·齊魯壹點記者 修從濤
11月16日上午,濟南基因編輯產業基地項目開工儀式在濟南高新區創新谷舉行。該項目在全國範圍內率先布局基因編輯產業,致力於推動基因編輯這一革命性技術在源頭創新、作物改良及分子檢測等多個領域的產業化應用,將為保障國家糧食安全、作物提質增量和生命大健康領域提供全新解決方案。
基因編輯是一種能夠對生物體的目標基因進行定點「編輯」的工程技術,曾四次被評選為「世界十大科學進展」。與轉基因技術不同,基因編輯技術不轉入外源基因,只是對物種內部存在的基因進行修飾,更為安全,因此也被稱為「基因魔剪」「上帝的手術刀」。目前,基因編輯技術已經在生物醫療、基因檢測、精準育種等多個領域展現出廣闊的應用前景和市場價值。
濟南基因編輯產業基地項目位於山東省工研院地塊,由山東舜豐生物科技有限公司進行產業化運作。項目規劃建設用地80畝,規劃建設總建築面積95200平方米,包括10000平方米全光照智能化溫室、10000平方米快速育種植物工廠及技術平臺實驗大樓、企業孵化基地等。項目建成後,將快速聚集生命科學領域上下遊產業,孵化帶動一批高科技企業發展,形成生物科技企業集群中心。5年內吸引、孵化不少於50家龍頭種企、生物技術企業落地濟南,打造中國「基因谷」、「種子谷」,未來可輻射帶動整個山東省乃至全國萬億級別的生物經濟發展,佔據世界基因編輯領域前沿高地。
「我們有信心,也有決心做國內第一、國際領先的基因編輯技術產業化開拓者和引領者,為保障國家糧食安全和山東省新舊動能轉換貢獻應有力量。」在項目開工儀式上,舜豐生物首席顧問專家介紹,舜豐生物已成為國內獨家擁有基因編輯核心技術的企業,企業搭建了世界一流的基因編輯技術平臺,匯聚了由國內外專家領銜的180餘人的研發團隊,累計申報了50餘項發明專利,創製了多種高產、耐逆、高品質的作物新種質。
據悉,舜豐生物已成功開發了近20種作物的基因編輯體系、開展了百餘項產品的布局,創製了包括香味鮮食玉米、抗除草劑水稻、高油酸大豆、高VC生菜等在內的十餘種新型種質資源,使「精準育種、精準營養」成為現實。在檢測領域,依託基因編輯技術創新的基因檢測技術在腫瘤診斷、病毒或病原微生物檢測等多個領域得到廣泛應用,舜豐生物已成功開發基於Crispr+cas的核酸檢測體系及「新冠病毒」半小時核酸快速檢測試劑盒。
濟南高新區管委會副主任陳安彪表示,作為濟南高新區重點打造的基因編輯產業集群,山東舜豐生物科技有限公司在國內率先布局基因編輯技術產業化項目,形成了明顯的先發優勢,產業基地的建設必將助推濟南成為基因編輯技術的高地。
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何謂「基因編輯」,與轉基因有何不同
生物體的性狀及活動都是由基因控制的。人們可以通過編輯修改這些遺傳信息,並使之固定遺傳,以滿足人類的需求。而編輯修改這些遺傳信息,這需要一把趁手的「基因魔剪」——基因編輯技術。
早期的ZFNs和TALENs技術最先被應用於基因編輯,但由於這兩項技術的使用比較複雜且成本較高,限制了它們的廣泛推廣應用。2012至2013年間,一項新的基因編輯技術CRISPR-Cas9橫空出世,具有簡單高效的優點,大大推進了基礎科學研究、人類基因治療與作物遺傳育種等領域的研究進展。今年10月,這項新技術的開發者也因此榮獲諾貝爾獎。
CRISPR-Cas9系統主要由兩個元件組成,一個是負責切割DNA序列的核酸酶Cas9,另一個是負責在基因組上精確定位的sgRNA,它們倆就像一把剪刀和一把尺子一樣,在基因組這本生命之書上精準地找到需要編輯的位置,進行剪切,就如同我們在電腦上編輯一篇word文檔那麼簡單。
目前,基因編輯技術已經在生物醫療、基因檢測、精準育種等多個領域展現出廣闊的應用前景和市場價值。以農業領域為例,基因編輯技術將成為作物育種中的一個重要工具,該技術可以安全、高效、精準的實現作物性狀改良,解決了傳統育種周期長、目標不精準的問題。
基因編輯技術育種與我們常聽到的轉基因技術育種不同。轉基因技術是將人工分離和修飾過的外部基因導入到目的生物體的基因組中,從而改造生物。轉基因導入的基因片段在受體基因組中插入的位置是隨機的,並不固定。在農業育種上,科學家往往將另一物種中的某些基因轉到農作物中,以達到抗蟲、抗病、抗除草劑等目的。
與轉基因技術不同,基因編輯技術不轉入外源基因,只是對作物內部存在的基因進行修飾。基因編輯技術通常是將農作物本身的一些「不良基因」敲除,達到去劣存優的目的。在最終獲得的植株中,並沒有殘留一點外源成分,具有與常規誘變品種無異的優點,因此在作物改良的生產應用上更為安全。這也意味著未來品質、風味、營養、抗性和特殊功能食品等都可通過基因編輯的方法進行定製。