「本文来源:农村大众」
引子
最近十几天,一则好消息穿过凛冽的寒风,四处传播:济南植物基因编辑公共技术平台,于12月10日启用。
启用仪式现场,十分罕见地同时出现了八位院士的身影:北京大学原校长、中国科学院院士许智宏,农业农村部*组成员、中国农业科学院院长、中国工程院院士吴孔明,美国科学院院士朱健康、邓兴旺,中国科学院院士钱前、谢道昕、杨维才和中国工程院院士喻景权。同时,山东省委常委、济南市委书记孙立成,济南市委副书记、市长孙述涛一起出席启用仪式。
济南植物基因编辑公共技术平台启用仪式。
一场看似普通的活动,何以吸引来如此之多的权威专家?
业内专家透露真相:在植物基因编辑产业化的航道上,济南领跑全国,处于国际前沿,因此备受重视。
普通公众则心生疑问:何谓基因编辑?济南在植物基因编辑及其产业化领域取得哪些成果?这个公共技术平台启用意味着什么?
大众报业·农村大众记者前往济南市长清区创新谷探访。
01
抢占世界科技前沿阵地,
前瞻性布局基因编辑产业化项目
走进创新谷1号孵化器主楼,乘坐电梯迈入11层,一个开放式大型现代化研发中心映入眼帘:一座座的实验平台,一排排的仪器设备,身穿白色实验服的科研人员端坐台前,聚精会神做着实验。
植物基因编辑工程化研发中心。
这里就是济南植物基因编辑技术工程化研发的大本营,由山东舜丰生物科技有限公司(以下简称舜丰生物公司)管理。
陪同采访的该公司项目总监牛小牧博士介绍:“研发中心面积有平方米,每天有余名科研人员在这里做基因编辑的相关研究,其中拥有硕士、博士学位的高科技人才占50%以上。”
记者问:什么是基因编辑?
牛小牧博士解释道,基因编辑,又叫基因组编辑,是对基因组进行定点修饰的一项新技术。年,基因编辑工具CRISPR-Cas9横空出世。8年之后,其发明者法国女科学家埃玛纽埃尔·沙尔庞捷和美国女科学家珍妮弗·杜德纳荣获诺贝尔化学奖。
这种工具犹如一把神奇的基因“剪刀”,研究人员仰仗它,可以极其精确地改变植物、动物的脱氧核糖核酸(DNA)。
基因“剪刀”是如何施展魔力的?
大家都知道,基因是一段带有遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA)片段,每个基因均包含特定的脱氧核糖核酸(DNA)片段。科研人员利用基因“剪刀”,可以精确地定位基因组的某一位点,或者插入某个基因,或者敲除某个基因,或者定点突变使某个基因失活。借助基因“剪刀”,能够选育高产优质作物新品种。
基因编辑技术是当今生命科学领域的革命性技术。由基因编辑技术等肇始的生物育种产业,方兴未艾,前景广阔。
据牛小牧博士介绍,济南市超前谋划,年5月与朱健康院士团队签署协议,布局了国内首个植物基因编辑产业化项目。按照*府扶持引导、顶尖团队承接、市场化运作的原则,组建舜丰基因编辑研究院,同时成立舜丰生物公司实施产业化运作。
02
破解“卡脖子”难题,
创制出一系列高产优质作物新种质
植物基因编辑产业化项目签约之后,仅仅过了半年时间,济南市*府出资建设的国内首个基因编辑工程化研发平台竣工,年11月科研人员开始入驻。此后3年,他们围绕创新链布局产业链,取得一系列重要阶段性成果。
——重点开展自主知识产权基因编辑核心工具的合作研发及深度优化。当前,世界上使用最广泛的基因编辑技术是CRISPR-Cas9,但这项技术的专利掌握在国外科学家手中。朱健康院士团队和中国农业大学赖锦盛教授团队合作攻关,开发出拥有完全自主知识产权的CRISPR-Cas12i和CRISPR-Cas12j两个工具酶,填补了国内原创基因编辑核心专利的空白,打破了国外基因编辑技术CRISPR-Cas9的垄断。
——围绕基因编辑“卡脖子”技术、共性关键技术,进行系统的专利布局。至今已申请专利项,获得专利授权12项。
——培育出一系列优良、专用、特色作物新种质。大众报业·农村大众记者跟随牛小牧博士,走进可自动调节光照、温度、湿度等条件的“快速育种植物工厂”,穿行在一个个“车间”里,一边观察,一边听他介绍:这是株高在5%-50%范围内可以精准矮化的抗倒伏高产玉米,这是淀粉品质改良的特色专用马铃薯种质,这是维生素C含量超过猕猴桃的生菜,这是油酸含量达到80%的高油酸大豆新品系……在这里,快速育种、精准育种变成了现实,替代了时间漫长且难以把控方向的常规杂交育种。
温室中生长的富含维生素C的生菜。(舜丰生物公司供图)
温室中生长的矮化玉米苗。(舜丰生物公司供图)
03
启用基因编辑公共技术平台,
意味着什么?
种业是国家战略性、基础性核心产业。*的十九届五中全会提出,瞄准生物育种等八个前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。年中央经济工作会议提出,有序推进生物育种产业化应用。
许智宏院士认为,当前我国生物育种技术处于跟踪国际、寻机赶超阶段,济南布局基因编辑产业具有重大意义。借助这个平台,科研人员突破了“卡脖子”技术,让我国在国际生物育种高技术领域占据了一席之地。
朱健康院士表示,年,济南市委、市*府以超前的战略眼光,在国内率先布局了基因编辑产业化应用项目,舜丰生物公司应运而生,成为国内首家也是独家开展基因编辑产业化应用研发的企业。经过3年不懈努力,不论是技术研发,还是产业化应用,舜丰生物公司都走在全国乃至国际前列。
未来之路如何走?
舜丰生物公司总经理李峰介绍,基因编辑产业化基地规划总建筑面积10万余平方米。12月10日启用的植物基因编辑公共技术平台是其中的一部分,包括1万余平方米的快速育种植物工厂以及1万余平方米的标准化全光照智能温室。他表示,科研人员将借助这个平台,高效整合已有的技术成果,开展中试放大熟化试验,实现与产业的有效对接;同时,推动产业链、创新链和价值链的协同发展。
温室中生长的富含γ-氨基丁酸(GABA)的番茄。(舜丰生物公司供图)
在平台启用仪式上,李峰代表舜丰生物公司,分别与深圳华大基因科技有限公司、先正达生物科技(中国)有限公司、山东圣丰种业科技有限公司等10家国内外著名企业签订协议,约定共同围绕基因编辑工具和技术的创新、主要农作物优良种质的创制、营养功能强化产品在大健康产业中的应用、特种加工用途作物的性状改良等方面开展合作。
山东圣丰种业科技有限公司董事长王书平说,此前该公司与舜丰生物公司牵手合作,运用基因编辑技术研发出高油酸大豆新品系。签约之后,双方将加强合作,加快产业化进程,尽早形成有关产品,满足消费者需求。
温室中生长的高油酸大豆幼苗。(舜丰生物公司供图)
结语
作为济南市重点布局的生物育种产业平台型项目,济南植物基因编辑产业化项目,已经形成了明显的先发优势。
济南市委副书记、市长孙述涛表示,基因编辑公共技术平台的启用,掀开了推进生物育种产学研合作的崭新篇章,对于济南加快构建现代化种业体系、打造“北方种业之都”城市新名片,具有重要推动作用。
一粒种子改变一个世界,一个基因带动一个产业。
有理由相信,未来,拥有人才汇聚、科研强劲优势的舜丰生物公司,将在基因编辑产业化领域取得更多的成果;“北方种业之都”济南,将在我国生物育种产业发展、保障国家粮食安全方面作出更大的贡献。
大众报业·农村大众记者陈建志