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学术进展| Cells:北京科技大学万向元团队魏珣课题组基于文献计量分析方法系统研究全球基因编辑创新与监管

作者:魏珣

当前,全球新一轮科技革命正在加速演进、重构全球创新版图,生物技术的快速发展以及与信息技术等领域的交叉融合成为本轮科技革命的重要推动力。作为生命科学领域重要的颠覆性技术成果之一,基因编辑技术不仅是一种生物学的研究工具,还是支撑农业转型升级和提高医药健康水平的重要手段,无论在作物改良、畜禽育种,还是在基因靶向治疗、病毒疫苗生产等众多相关领域中都将发挥巨大的重用。近二十年来,关于基因编辑的技术突破与应用的相关文章层出不穷,但对其创新格局以及监管政策进行全面的、定量的综述研究相对较少。

2022年8月29日,北京科技大学生物与农业研究中心与北京中智生物农业国际研究院在国际期刊Cells(IF:7.666)上发表了题为“The Bibliometric Landscape of Gene Editing Innovation and Regulation in the Worldwide”的研究成果。文章通过全面检索 Web of Science数据库中与基因编辑相关的出版物,收集了1999-2022年发表的 13,980 篇研究论文,基于文献计量分析方法,从国家、机构与作者三个层次研究了该领域的竞争合作格局,深入分析了基因编辑领域的研究热点与趋势,同时总结了基因编辑的在农业、医药卫生以及工业领域的应用状况和全球主要国家和地区的监管框架。文章讨论了基因编辑技术创新的瓶颈以及全球基因编辑监管政策趋势,为未来该技术在各个领域的发展和应用提供了思路。

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文章首先从1953年Watson与Crick提出的DNA双螺旋结构实现普通遗传学向现代分子生物学的跨越开始,在历史的长河中总结了基因编辑技术及其四种主要技术类型的发展脉络(图1)。

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图1.  普通遗传学、现代分子生物学、转基因和基因编辑的发展史

文章随后全面系统地归纳总结了CRISPR/Cas9、CRISPR /Cas12a、CRISPR /Cas13a、Base Editor、Prime Editors等基因编辑技术的研究现状以及在三个细分领域的应用案例(图2)。

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图2.  基因编辑相关的出版物发表情况

(医学、农业和工业三种不同应用场景以及四种不同技术类型的基因编辑技术)

文章还对基因编辑领域的主要国家机构、作者以及研究热点和未来发展趋势等内容进行了详尽的分析讨论。近两年来基因编辑研究热点逐步转移至基因组DNA和单碱基基因编辑等主题,与体细胞、基因治疗等相关的研究日益增多(图3)。

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图3.  关键词词云图及突现图

通过对监管政策相关文献的计量分析,基因编辑监管研究不仅仅关注技术的安全和效率,还对伦理层面的问题有着广泛而深入的讨论。总体来说,各国的实践虽然在宽松程度上有较大差别,但是“去监管化”已经成为全球趋势。

新世纪以来,各学科领域均呈现出群发性的突破态势,在生命科学领域,基因组学、合成生物学、干细胞等领域的突破性进展正全面提升人类对生命的认知、调控和改造能力,基因编辑技术也将在与表观遗传学、细胞图像学、合成生物学等交叉融合的过程中不断突破技术瓶颈,并随着政策环境愈加积极,在疾病建模和治疗、动植物遗传改良等方面更加广泛和深入的得到应用。

北京科技大学生物与农业研究中心、北京中智生物农业国际研究院魏珣研究员为第一作者,万向元教授和魏珣研究员为该文共同通讯作者。

原文链接:https://www.mdpi.com/2073-4409/11/17/2682


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