国内外CRISPR/Cas9基因编辑专利技术发展分析

CRISPR/Cas9是一种近年来备受瞩目的基因编辑工具,在医疗、农业、环境等领域呈现出广阔的应用前景。该领域的专利作为技术信息的重要载体,对于CRISPR/Cas9基因编辑工具的情报研究具有重要的意义。现通过分析德温特创新平台DI收录的2005—2017年的CRISPR/Cas9基因编辑技术相关专利,对国内外CRISPR/Cas9基因编辑技术研究领域的专利发展情况与技术布局进行对比,以了解国内外该领域的技术发展状况。     

CRISPR⁃Cas9技术在植物次生代谢物生产中的研究进展

基因编辑（gene editing）技术可以对目的基因进行定点插入、敲除和置换。基于CRISPR-Cas9的基因编辑技术是继锌指核酸酶和转录激活样效应物核酸酶之后的第3代基因编辑技术。近年来,CRISPR-Cas9系统作为研究的热点被广泛应用于医学、药学、植物学、动物学和微生物学等领域,但其在植物次生代谢物领域的应用还处于探索时期。阐述了基于CRISPR-Cas9基因编辑技术的发展历程、工作原理和几种常用的基因编辑方法及其应用实例,总结了CRISPR-Cas9技术在对植物次生代谢产物研究方面的应用。利用CRISPR-Cas9系统可对植物基因组进行定点敲除、突变和插入,以达到提高植物次生代谢物含量、改良作物品质和提高植物抗性等目的。该技术已在植物次生代谢物生物合成关键酶基因的编辑等方面显示出越来越重要的作用。     

跨国种企作物育种专利布局及对我国的启示*

当前全球种业基本形成“两超、四强、差异化发展”新格局,种业巨头主导着全球作物育种技术研发和产业发展。通过深入分析和挖掘跨国种企作物育种专利,洞察其技术研发布局,为我国合理部署作物育种技术研发、改善知识产权布局与保护具有借鉴意义。基于Derwent Innovation(DI)专利数据库,以“两超四强”跨国种企2015~2019年申请的作物生物育种专利为研究对象,通过文本聚类法全面分析了“两超四强”跨国种企的生物育种研发布局,通过计量指标结合专家咨询遴选出其重点专利,厘清其技术研发重点。据此提出我国应当瞄准生物育种核心领域加强新兴前沿技术原始创新与集成开发,加强新型抗虫基因挖掘与抗虫新机制研发,强化生物育种核心技术链、产业链知识产权协同保护与布局,提升知识产权保护水平及全球化结合重点布局的知识产权战略意识的建议。     

来自细菌的魔剪：2020年诺贝尔化学奖

CRISPR-Cas系统是在原核微生物中广泛存在的抵抗病毒(或质粒)入侵的防御系统。基于CRISPR-Cas9系统发展的基因组编辑工具可以方便快捷地实现对生物体内基因组的精确编辑,如突变基因的修复、有益基因的强化和有害基因的删除等,已在生命科学基础研究、经济物种遗传改良和人类医药健康等领域获得广泛应用,其主要发明人Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna教授于2020年荣获诺贝尔化学奖。CRISPR-Cas9基因组编辑技术在深刻改变生命科学与医学领域研究范式的同时,也提示丰富多彩的微生物资源依然是颠覆性生物技术创新的源泉,微生物前沿基础研究具有极其重要的战略意义。     

CRISPR-Cas9驱动的基因编辑新纪元

在自然界生物长期的进化过程中,细菌和古细菌演化出了一种适应性免疫系统用以抵御外源病毒与质粒的入侵,该系统由成簇规律间隔的短回文重复序列与相关基因组成,称之为CRISPR-Cas。近年来,这一领域突飞猛进,如今已经发展成为一种功能强大的基因编辑工具并在生物学及其相关领域得到广泛应用。本文重点综述了近年来CRISPR-Cas9系统在基因编辑、基因调节以及作为体外工具酶和特异性等方面的若干前沿进展。     

数字疗法领域专利布局分析

数字疗法(digital therapeutics, DTx)是指使用基于证据的、经过临床评估的软件直接向患者提供医疗干预措施,以预防、管理或治疗疾病。作为数字健康的一个重要子领域,数字疗法在推动医疗智能化进程中起到重要作用,受到各个国家/地区的重点关注,具有一定的潜在商业价值。本文基于数字疗法领域专利,在阐述基本发展态势的基础上,对国际专利分类技术主题与关键词聚类进行分析,揭示全球主要国家/地区及主要机构的专利布局重点,并筛选Pear Therapeutics等3个有代表性的专利申请机构进行重点研究,分析其技术布局情况,进一步提出我国未来在数字疗法领域技术布局的建议,促进数字疗法的健康发展。     

基于专利文献的全球CRISPR技术研发进展分析与展望

利用成簇规律间隔短回文重复(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)序列开展基因编辑的技术系统于2012年问世以来,因其具有同时编辑多个位点、编辑效率高、设计过程简单易操作等优点,短短5年时间已成为医药、农业、环保等领域的热门技术。基于国家知识产权局专利检索及分析系统,对2006-2017年全球范围内有关CRISPR相关领域的专利进行统计分析,并对未来CRISPR基因编辑技术提出展望,以期了解当前该领域技术的研发态势、研发热点、技术分布与竞争格局。     

CRISPR相关转座元件的研究及应用进展

CRISPR-Cas的基因编辑能力引发了人们对该系统的研究热潮。除了实现基因的敲除和插入,CRISPR-Cas系统还可以被应用于基因簇重组、单碱基编辑和基因转录调控,推动了生物工程领域的发展。然而,有限的同源重组效率使CRISPR-Cas系统的应用受到了一定的限制。与CRISPR-Cas系统相比,移动遗传元件(mobile genetic elements,MGE)在转座酶的调控下,不需要依赖同源重组即可将指定DNA片段定向插入到细胞染色体中。近几年,人们发现了具有转座机制的CRISPR相关的转座元件,它可以介导DNA靶向整合,同时其出色的重编程能力为该领域的研究带来了新的发展。本文主要介绍近年来CRISPR-Cas系统相关转座元件的研究方向和应用进展,以及人工融合的dCas9-transposase系统的应用策略。文中还提出了CRISPR相关转座元件未来的应用前景和潜在挑战,为基因编辑工具的发展方向提供了参考意见。     

基于Innography的黄精利用技术态势及热点分析

黄精是我国传统中药,具有重要的药用价值、食用价值和经济开发价值。基于Innography专利分析平台,从专利申请、专利布局、专利技术来源、竞争态势、IPC技术类别等角度对全球和中国黄精研发的发展态势进行探讨,并在挖掘该领域核心专利的基础上,进一步分析核心专利的来源国家、专利权人及技术热点状况。研究表明,全球黄精研发正处于快速发展时期,中国拥有该领域大量专利,并掌握了绝大多数核心专利,黄精专利主要由企业申请,相关技术主要集中在青岛、浙江和山东的四家企业,申请领域主要分布在IPC-A部,其方向主要为包含黄精的草药配方、活性物质提取和含酒精饮品的开发。研究可为全面了解黄精研发的发展状况,制定科学的产业发展政策提供重要参考。     

基于专利分析的麻类作物饲料化利用技术态势及热点分析

随着我国畜牧业的快速发展,"人畜争粮"的局面日益凸显,而麻类作物饲料化可拓展畜禽饲料来源,有望有效缓解这一状况。为了更好地了解和掌握麻类作物饲料化技术研究的发展态势,运用Innography专利数据库平台的检索分析功能,以麻类作物饲料化技术领域为研究对象,对麻类作物饲料化相关专利进行检索;运用该专利软件的竞争力分析功能,分析了全球研究麻类作物饲料化相关技术的专利布局、主要技术点、核心专利和主要专利权人的竞争力;同时基于专利软件的文本聚类功能,分别对原料、亚麻籽、大麻、亚麻收割机和动物饲料这5个主要集中研究领域进行技术热点聚类分析。研究结果可为我国麻产业转型和麻类作物饲料化研究和发展提供较好的参考依据。     

农业生物技术领域专利态势分析

专利是技术的有效载体,通过专利态势分析可以在一定程度上有效掌握技术发展脉络及发展趋势。基于专利信息,采用定量数据、定性调研与专家智慧有机结合的方法,从申请趋势、保护市场、领域分布、重要专利权人等多维度分析视角进行农业生物技术领域专利技术态势分析。通过专利态势分析掌握全球农业生物技术专利保护概貌,指出重点方向。在此基础上结合中国农业生物技术领域专利法律状态和专利转让许可状况探讨中国农业生物技术专利保护现状及存在问题,以期支撑中国农业生物技术领域的创新决策。     

研发动态

正基因组编辑技术取得新突破河北科技大学生物科学与工程学院副教授韩春雨带领团队研发出一种基因组编辑新技术Ng Ago-g DNA,打破了外国基因组编辑技术的专利垄断。相关文章发表在《自然·生物技术》上。目前,学界公认最先进的基因组编辑方法是CRISPR-Cas9,这种方法由美国麻省理工学院的华人科学家张峰等人拥有专利,能够实现对基因较为精准和高效的编辑,被认为是遗传研     

从专利角度分析全球酶制剂研发态势

利用计量分析方法对酶制剂领域专利进行分析,以便了解全球酶制剂领域研发现状。本文通过对酶制剂领域核心专利的梳理,总结了酶制剂相关技术和应用的发展方向,并进一步分析了酶制剂行业国家和机构间的竞争态势,以及各国和研发机构在酶制剂行业的技术和应用布局,为未来酶制剂行业发展提供参考。     

基于专利信息可视化的生物反应器发展态势分析

德温特创新索引专利数据库收录的制药领域生物反应器相关专利为数据源,对所采集的数据进行时间、地域、研究活跃度、研究领域分析,同时借助信息可视化软件CiteSpace III,以德温特创新索引专利数据库手工代码进行共现分析,绘制知识谱图,对技术合作关系、技术热点领域、技术前沿进行探测,以期为企业了解掌握生物反应器技术发展态势提供必要的情报支持,辅助高校、企业制定技术发展战略、调整技术发展路线、完善技术发展布局,在激烈的市场竞争环境下保持较高的技术竞争优势。     

基于专利分析的肿瘤基因PCR诊断技术研究

肿瘤目前成为人类健康和生命的重要危胁,肿瘤基因诊断是对肿瘤的各种原癌基因、抑癌基因进行检测,聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术是目前临床基因诊断应用最广泛的诊断技术,具有普及率高、特异性好、简便快捷等特点。肿瘤基因PCR诊断技术可以用于已知基因突变的检测,快速了解突变状态,有效制定治疗方案,为肿瘤患者带来福音。本研究主要基于专利数据,对肿瘤基因PCR诊断技术进行分析,探讨了全球与中国在肿瘤基因PCR诊断技术领域的发展现状与趋势。在Innography数据库共检索到PCR技术相关专利16,939件,专利家族6,285件。在肿瘤基因PCR诊断技术领域中,荧光定量PCR技术占比较大,约占肿瘤基因PCR诊断技术总量的三分之一。从技术技术生命周期来看,肿瘤基因PCR诊断技术目前仍处在高速发展阶段。美国是肿瘤基因PCR诊断技术的发展领先国家。该技术的主要来源国为美国,全球42.09%的专利来自美国,同时美国也是同族专利的主要分布地区。在肿瘤基因PCR诊断技术领域,排名前15位的顶尖机构中,来自美国的机构有7所。中国在肿瘤基因PCR诊断技术领域起步较晚,但发展迅速,在该技术领域申请的专利数量仅次于美国。中国申请的肿瘤基因PCR诊断技术的专利绝大多数都只在中国进行专利保护,并没有布局全球市场的意愿。     

以CasX为例简述新型CRISPR-Cas系统的基本属性和研究方法

在细菌与古菌中广泛存在的CRISPR-Cas系统,作为目前发现的原核生物唯一的适应性免疫系统,抵御着病毒和质粒的入侵。自20世纪80年代首次被发现至今,CRISPR-Cas系统的基本情况逐渐清晰,包括名称缩写、分类、进化关系等方面。近年来,由于第二类CRISPR-Cas系统作为一种有潜力的基因编辑工具而逐渐成为应用研究被关注,对CRISPR-Cas系统的基础研究热度也持久不衰。为了使此类基因编辑工具在实际应用领域更加安全便捷,针对已发现的CRISPR-Cas系统在根据基础研究领域的成果进行优化的同时,对新型CRISPR-Cas系统的发掘工作也同等重要。本文以2017年发现的CasX为例,简要概述针对一种新发现的CRISPR-Cas系统需要研究确定的基本属性及相关研究方法。     

CRISPR-Cas9基因编辑技术在秀丽线虫中的应用

基于细菌基因组规律成蔟的间隔短回文重复(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)发展而来的新型基因编辑方法(CRISPR-Cas9)对生物医学研究是一场划时代的革命。它几乎可用于大多数生物体的基因编辑。秀丽线虫是一种非常经典的遗传学模式生物,CRISPR-Cas9基因编辑技术进一步加速了对其基因功能及各种生物学问题的研究。文中主要总结CRISPR-Cas9基因编辑系统在遗传学模式生物秀丽线虫中的发展和应用。     

CRISPR-Cas9功能基因筛选技术在肝癌研究中的应用

肝癌是全球第四大致死肿瘤,对人类健康构成重大威胁。进展期肝癌缺乏有效靶点,以及目前标准疗法治疗效果有待进一步提高,是肝癌研究领域亟待解决的关键科学问题之一。CRISPR-Cas9功能基因筛选技术促进了肝癌生物学研究的发展,借助该技术,研究者发现了诸多参与肿瘤发生发展的靶基因。此外,无偏倚的CRISPR-Cas9功能基因筛选为探索耐药驱动机制和确定潜在治疗新靶点提供了基础。该文将系统阐述CRISPR-Cas9高通量功能基因筛选技术在肝癌研究领域取得的进展和突破,这些研究将有助于加深人们对肝癌的理解及开辟新的潜在治疗方案。     

CRISPR-Cas系统及anti-CRISPR蛋白在微生物中的研究进展

CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISP) and CRISPR associated proteins)系统是细菌用来防御病毒、质粒等外源核酸入侵的一种获得性免疫防御系统。随着研究的深入,CRISPR-Cas系统已发展为一种重要的基因编辑工具,并成功应用于动物、植物和微生物的基因改造中。但该基因编辑方法有时存在基因脱靶效应,从而限制了其推广应用。最近,通过将1种新发现的抗CRISPR蛋白(Anti-CRISPR protein,ACP)与CRISPR-Cas系统相结合,已成功开发出可控制基因脱靶效率的CRISPR-Cas基因编辑工具。本文首先对CRISPR-Cas系统及ACP进行了简要介绍,然后就CRISPR-Cas基因编辑工具及ACP在微生物基因改造的应用现状进行了综述,并对ACP介导的CRISPR-Cas基因编辑方法(ACP-CRISPR-Cas)在微生物基因编辑中的应用前景进行了讨论。     

水稻分子育种技术专利分析

通过Thomson Innovation（TI）专利平台数据库中相关专利的检索,利用专利计量学的方法,从专利申请数量、受理国家、申请机构、技术生命周期以及研发热点等方面对水稻分子育种技术国际发展态势进行分析。结果表明,水稻分子育种技术目前整体呈快速发展趋势,并已趋于成熟。其中,美国的申请量最多,是全球最受重视的技术市场。大型跨国公司不仅是全球最主要的专利申请主体,而且在我国的专利申请活动也较为活跃。我国在水稻分子育种技术领域专利数量较多,并且具有一定优势,相关专利申请主体为科研机构和大学。对专利文献内容的深入分析表明,重要农艺性状的基因挖掘和转基因技术是分子育种技术领域当前的研发热点。