2017孟山都产品研发线 & 基因编辑技术发展前景

来源: 孟山都公司

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小孟坚信,基因编辑技术将会成为作物育种和农业生物技术研发过程中的一个重要工具——挖掘种质遗传信息的潜力,加速新产品的开发。

“基因编辑技术在孟山都公司的综合产品研发线中起着重要作用”,孟山都公司生物技术总监Tom Adams博士表示:“孟山都将以基因编辑、位点特异性基因整合以及染色体编辑为主要研究方向,按单基因敲除、单基因编辑、多基因编辑顺序开展基因编辑技术方面的研发工作。”

基因编辑技术

图片来源:孟山都公司

基因编辑

基因编辑不仅能够使作物中的目标基因失去活性,还可以对其进行基因改良。对于农业来说,基因编辑为培育新品种带来了更多的可能性。对于一些农作物来说,抗旱、抗虫、抗病等特性不再是遥不可及的梦想;对于另外一些作物,基因编辑能够使它们更好地适应消费者的需求。

为了丰富基因编辑手段,达到理想的研发效果,小孟与多家公司和机构签署合作协议,将多种基因编辑技术应用到农业领域。2016年6月,孟山都分别与TargetGene Biotechnologies 公司和Nomad Bioscience GmbH达成许可协议。根据协议,孟山都将分别与两家公司合作基因编辑研究项目。这些技术能提高编辑性状的效率,并可广泛用于各类基因编辑技术和项目,有望进一步促进优良农产品的开发。9月,孟山都公司宣布与麻省理工学院-哈佛大学博德研究所(the Broad Institute of MIT and Harvard)签署CRISPR-Cas编辑技术在农业领域应用的全球许可协议。10月,又与陶氏化学公司全资子公司陶氏益农宣布,双方就基于锌指核酸酶的EXZACT™精准基因组修饰技术®平台达成全球非独家许可协议。根据协议,孟山都获得该项技术的使用许可,用于新作物解决方案的研发及商业开发。

除了充分利用已有技术,小孟在利用新技术方面也毫不落后。2017年1月,孟山都与麻省理工学院-哈佛大学博德研究所签署了关于在农业领域使用最新的CRISPR-Cpf1基因编辑技术的全球许可协议。与当前主流的CRISPR-Cas9技术相比,CRISPR-Cpf1的使用更加灵活,其更小的体积使研究人员可以在更多样的作物种类中使用该技术。

位点特异性基因整合

随着农业生物技术的发展,研究人员逐渐能将抗除草剂、抗虫害、抗病害等多个性状叠加到同一作物植株中。不同性状的叠加不仅仅是1+1这样简单的加法,研究人员在将外源基因插入到作物染色体过程中,会遇到许多挑战,其中之一就是在插入多个基因的时候,有可能会破坏宿主原有的基因。这就好比在拥有许多固定顺序的扑克牌中随机分散插入几张新牌,原有的固定顺序就有可能会被打破。

为了解决这一问题,研究人员需要将众多外源基因集中整合在宿主染色体中固定的区域内,减少打破宿主原有基因的可能性,基因编辑技术正好能够帮助研究人员方便快捷地实现这一目标。这项技术能够精准识别并剪切宿主染色体中的特异位置,帮助研究人员将多个外源基因准确插入到目标区域,避免对染色体中原有基因的干扰。

染色体编辑

除了在基因水平上的贡献,基因编辑技术对小孟产品研发线中的重中之重 — 育种工作 — 也同样重要。在育种过程中,育种家需要将抗病虫害、耐旱耐盐碱、易收割等分散于作物不同品种中的优良性状集中的有限的几个品种中。但这些优良性状通常伴随着一些不利性状,例如抗病性强的作物产量低等。为了分离优良与不利性状的结合,使最终培育出的作物品种优良性状多,不利性状少,育种家需要花费大量的时间,通过无数次的杂交才能获得理想的成果。基因编辑技术的出现,能够帮助育种家在作物染色体水平上进行性状的选择和编辑,准确快捷地分离优良与不利性状,大大缩短育种周期。

除了基因编辑技术,还有?

繁育优质品种的周期是育种研发方面的关键。为了尽最大可能缩短育种周期,小孟除了利用基因编辑技术,还用上了大数据。2017年1月,孟山都公司和NRGene公司就该公司的基因组分析技术达成专利许可协议。该合作将助力孟山都进一步提升在基因组筛选、性状发现、基因改造等方面的研发能力,帮助孟山都研发人员从其海量的作物遗传学、基因组和性状信息数据库中,更好地预测、比较并筛选出最佳的遗传修饰,大幅度压缩育种周期,将更多、更优秀的产品以更快的速度提供给农民客户。

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