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基因编辑农业赛道战况如何?
基因性状作为最源头的靶点创新,在技术研发、新品种创制及行业突破中起到关键性作用。基因编辑技术是面向未来的关键技术之一,日前我国科学家在这一方向又建新功。
中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究组研发出一系列新的碱基编辑系统,是具有我国自主知识产权的精准基因编辑技术。它们在医学和农业方面具有广泛的应用潜力,有望打破碱基编辑底层专利垄断,将帮助我国在未来的生物技术产业竞争中处于有利地位。相关研究成果27日在线发表于国际学术期刊《细胞》。
利用AI技术开发基因编辑新利器
“现有的碱基编辑系统在蛋白质研究上有很多局限,而且底层专利由国外持有。”高彩霞说,“由于脱氨酶是碱基编辑系统的核心元件,因此,我们将研究聚焦于挖掘自主知识产权的新型脱氨酶,以开发适用于不同应用场景的新型碱基编辑工具。”
研究中,科研人员发现当蛋白集合的序列同源性较低且功能多样时,相比于传统的基于氨基酸一级序列的聚类方法,通过AI辅助的蛋白质结构聚类能够得到更准确的结果。因此,该方法能为蛋白质功能分析和挖掘提供一个高效、可靠的新策略。
研究人员基于进一步蛋白质结构聚类的结果,鉴定到全新的45个单链胞嘧啶脱氨酶(Sdd)和13个双链胞嘧啶脱氨酶(Ddd),开发了一系列新型碱基编辑系统,并在动、植物细胞中进行了测试。结果表明,这一新型碱基编辑系统具有更高的编辑活性和编辑效率,突破了现有脱氨酶的应用瓶颈,展现出新型碱基编辑系统在医学和农业方面广泛的应用前景。
美国首个基因编辑蔬菜已上市
3年前,美国农业部批准Pairwise公司基因编辑芥菜。近日,该公司在美国餐饮服务中正式推出一款蔬菜,这是美国首个使用 CRISPR 技术编辑的蔬菜。
这款蔬菜由紫色和绿色的芥菜叶片组成,产品名为“Purple Power Baby Greens Blend”。“大多数生菜不是很有营养,其他类型的蔬菜风味不佳。使用 CRISPR,我们已经能够改进绿色蔬菜的营养与口感,且只需要传统育种方法1/4的时间就能育成。”Pairwise首席商务官Haven Baker说。芥菜植物本身具有尖锐、热辣、刺鼻的味道,经基因编辑后,芥菜的辛辣味被去除,作为沙拉或主菜都很合适。
据悉,Pairwise公司由 CEOTom Adams、首席商务官Haven Baker以及3位科学联合创始人共同创立,包括基因编辑领域的领导人物、哈佛医学院病理学教授Keith Joung,哈佛大学-麻省理工学院博德研究所刘如谦,以及麻省理工学院教授张锋。该团队开发了一整套专有系统,并拥有该系统的基础知识产权。
2021 年 2 月,Pairwise在 B 轮融资中筹集了 9000 万美元;加上 A 轮融资,总融资额达到1.15 亿美元。除了绿叶蔬菜,Pairwise 目前正在其品牌 Conscious™ Foods 下开发无籽浆果、无核樱桃和其他产品。该公司的网站称,无籽黑莓应该“在未来几年内”出现在超市,而无核樱桃可能要到本世纪末才能实现。
Pairwise北卡罗来纳州和加利福尼亚州拥有超过 120000 平方英尺的实验室、温室和办公空间,已成功展示了 16 种作物的编辑,其中玉米、大豆和绿叶蔬菜新品种这3种基因编辑作物已经完成了田间试验。
根据知耕植物基因编辑育种企业信息库的统计情况,目前,国内外共有植物基因编辑育种企业共124家,其中国内共有50家,占比40.3% ,国外有Calyxt、Benson Hill、Pairwise等行业翘楚作为行业标杆,国内则有舜丰生物、清原农冠、隆平高科等企业走在前列。
同时基因编辑产品和性状市场竞争激烈。据调查,全球基因编辑作物产品超500种,这些产品处于从基础研究到高级研发和接近商业化等不同产品开发阶段。
我国农作物基因编辑企业有哪些?
舜丰生物搭建了国际一流的基因编辑工程化研发平台、诱变种质资源创新平台、生物育种中试熟化平台,布局多生态区综合田间试验平台;形成“基因编辑+”多技术融合的创新体系及“主粮+经济作物+高附加值特色作物”全系列产品矩阵;创制了“高产优质、绿色高效、加工专用、营养健康”四大管线的系统解决方案;形成了一众可市场化的超级新产品,带动作物育种进入精准调控时代。
▍齐禾生科