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专访舜丰生物: “磨”出更多、更好、更利的“基因剪刀”,深度参与中国种业振兴

作者:陈欣雨 2023-04-03 15:23

基因编辑技术是一种能够对生物体基因组及其转录产物进行定点修饰或者修改的技术,可对特定DNA片段进行敲除、加入和替换等。

 

诚然,尽管我们还没有做好全面接受基因编辑的万全准备,但这一前沿甚至还充满着科幻想象力的领域,已经正在成为全球各国和地区科技竞争的新“战场”。根据全球第二大市场研究咨询公司MarketsandMarkets数据显示,到2022年,基因编辑市场将达到62.8亿美元。

 

随着CRISPR-Cas9新型基因编辑技术的发展,科学家们可以用这把“剪刀”精确地改变动物、植物和微生物的DNA。近日,我国专注于基因编辑技术的开发及其在农业生物育种、基因检测和医疗等领域的产业化应用的山东舜丰生物科技有限公司(以下简称:舜丰生物)总经理张辉接受了35斗的采访。

 

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图:舜丰生物总经理张辉

图片来源:受访者供图

布局早期,舜丰生物把握基因编辑新契机


“济南市政府的大力支持,对于基因编辑的前瞻性布局和果断决策,是舜丰生物能取得如今成就的一个重要原因。”

 

2018年5月,有着美国国家科学院院士、美国普渡大学教授、中国科学院上海植物逆境生物学研究中心主任等诸多头衔的朱健康博士与济南市政府签约,植物基因编辑的公共技术平台和产业基地在济南拔地而起。得益于政府的大胆决策和倾力支持,舜丰生物在同年正式成立并开始了产业化运营。

 

“当时做这件事情的时候,朱健康院士就一直在强调,基因编辑是生命科学领域中一个颠覆性的重要技术,因此,我们一定要在这方面做好布局。”张辉说。

 

放眼世界,这样的魄力和决断力也相当具有前瞻性。在2020年10月,基因组编辑方法——CRISPR/Cas9“基因剪刀”将当年的诺贝尔化学奖收入囊中。在那之前,人们对基因组编辑方法还保持着观望态度,但此后,通过基因编辑技术实现DNA的改造进而实现生命的“重写”,这一技术正推开生命科学新时代的大门。

 

对于农业,这把“基因剪刀”同样大有可为。

 

张辉表示,首先,CRISPR/Cas9“基因剪刀”能够从根本上使得传统育种理念发生变革,明显缩短育种年限、提升育种效率就是其优点之一,相较于传统育种8至10年才能育成一个新品种的周期,基因编辑能够将这个时间缩短到两年甚至是一年多,是实现产业化的“加速器”。其次,基因编辑与转基因有着根本性的不同,无外源基因的导入能够让基因编辑的最终产品更容易被消费者接受。最后,基因编辑可以进行多性状的叠加,可同时将多种不同功能和营养性的性状赋予同一个作物。

 

“朱院士一个很大的愿景就是希望普通人通过日常的饮食就能提高自身免疫力、增加营养摄入。通过基因编辑技术,这个愿景正在照进现实。”

 

基因编辑在农业领域展现出的巨大潜力就像是一座金矿,需要有“掘金人”去深挖,而舜丰生物就是这样一个不断打磨自身的“掘金人”。朱健康院士领衔的舜丰生物,拥有一支高水平、多层次、国际化的运营团队。当前,企业已经组建了超260人的团队,其中,50%以上拥有硕士、博士学历,60%以上为研发人员。

 

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图:舜丰生物团队

图片来源:受访者供图

我们要把“基因剪刀”磨得更快、更利


“我们不仅把基因编辑技术应用到了植物育种和种质创新方面,也同样注重原始底层技术的开发。”

 

基因编辑技术的强大之处在于,其能够在极短的时间里实现DNA链条的成功修饰。与文本修改类似,先把错误的地方找出,随后使用精准的工具实现插入、删除或者改写等一系列操作。然而,基因修饰要比文本修改更加繁杂。以CPISPR/Cas9“基因剪刀”为核心底层工具的基因编辑技术的出现使得基因修饰变得不再“难于上青天”,这是行业的福音。

 

需要注意的是,尽管CRISPR/Cas9“基因剪刀”可以用做科研、教学及试验示范,但想要利用该“剪刀”创制新的产品,实现产业化应用,则需要向拥有这把“剪刀”的知识产权主体支付一笔不菲的专利费用并面临随时不予授权、终止使用的“卡脖子”风险。

 

为实现我国种业科技自强自立、种源自主可控的战略目标,舜丰生物坚持源头技术的持续创新与挖掘,同时对已有技术不断升级改造,建立了以CRISPR Cas SF01和CRISPR Cas SF02为代表的、真正具有我国自主知识产权的“基因剪刀”家族,取得了基因编辑技术领域里一系列共性关键技术的突破。当前,企业已获取了7个基因编辑剪刀的专利授权,凭借强大的技术储备,舜丰生物也成为了全国首家拥有基因编辑剪刀的专利授权的企业。

 

“我们需要做的,就是把基因编辑剪刀磨得更快、更好、更利。”

 

通过基因编辑修饰自身链条内容实现特定目标,基因编辑拥有极高的“可控性”。舜丰生物集合了一个一流的技术团队,持续不断地对基因编辑工具和相关共性关键技术进行挖掘、更新和优化,使其编辑效率更高、体积更小,便于递送。

 

体内基因编辑递送系统需要克服装载基因的细胞内递送和其他的生物障碍,因此,递送环节可以说是决定基因编辑效率的关键。除植物育种外,递送体系在医疗领域中的作用同样也至关重要,但如何实现精准递送,仍是业界难题。

 

舜丰生物开发的递送系统或是破除上述难题的解题关键。企业研发的无组培递送体系能够大幅提升基因编辑的效率和精确度,张辉表示,“这是具有划时代意义的一项技术”。

 

凭借强大的研发能力和高性能的自主平台,在不到五年的时间里,舜丰生物已经申报了170余项专利,其中包括35项PCT国际专利,已获得国内专利授权47项。当前,企业已与国内部分头部企业,如北大荒、大北农等开启了合作。


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图:舜丰生物所获得的证书

图片来源:受访者供图


同样值得骄傲的是,去年8月份,舜丰生物所开发的编辑工具授权到了美国的一家企业,实现了我国基因编辑领域中的首次技术出口,这也意味着国际种业巨头对我国基因编辑技术的认可。

 

“舜丰生物不仅用基因剪刀在基因片段上剪出了一个口子,也用这把剪刀,剪出了国际基因编辑市场的一道口子。”

未来已来,舜丰生物计划三年内冲击科创板


当前,舜丰生物已完成了30余种作物不同性状和功能的研发和种质创制,验证了基因编辑技术在生物育种领域里应用的高效和巨大潜力,多个企业研发的新产品已进入安全证书的申报阶段。


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图:舜丰生物研发的基因编辑作物

图片来源:受访者供图


张辉表示,在获得安全证书后,舜丰生物会加快基因编辑产品的市场化推广,同时会持续对现有技术进行优化和迭代,希翼在3 年以后,具有浓重科技属性的舜丰生物能走上我国资本市场的科创板。目前,舜丰生物已完成了数亿元来自机构和产业界的A轮投资。

 

相较于转基因技术,基因编辑技术的门槛相对较低,同时还具有成本低和效率高等优势。张辉预测,未来将有众多头部企业布局基因编辑行业,加上当下鼓励创新创业的政策为科研院所的研究人员“保驾护航”,基因编辑行业的发展将呈现百舸争流之势。

 

作为国内第一批布局植物基因编辑领域的企业,除已有的具有自主知识产权的编辑工具外,舜丰生物还针对近30种不同作物创制了的多性状叠加的优质基因编辑产品,在技术积累上具有明显的先发优势。从产业化应用来说,企业获得安全证书的时间相较于其他企业也会更早,已牢牢夯实在行业中的领先地位。

 

“路要一步一步走,基因编辑的产业化,也要一点一点去实现。”

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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