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基因編輯新型底盤工具Cas12i和Cas12j的發掘
利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農業生物中驗證了基因編輯的靶向剪切活性，達到產業應用的基本要求，為我國基因編輯產業化安全提供了重要保障。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
基因編輯技術的核心是底盤核酸酶（Cas9、Cas12a、Cas12b），核酸酶的原始核心專利被美國等少數國家所壟斷。這些底盤核酸酶的多個核心專利已經在包括中國在內的許多國家獲得授權。因此，我國農業生物基因編輯技術在產業化方面有受制于人的風險，必須研發出具有我國自主知識產權的核酸酶，打破國際專利壟斷。中國農業大學國家玉米改良中心積極開展具有自主知識產權的新型底盤核酸酶發掘。2017年以來，研發團隊從微生物宏基因組中發掘了一系列核酸酶，申報了14項國家發明專利。其中，Cas12i（專利號ZL201980014560.3）和Cas12j（專利號ZL 201980014005.0）兩個基因編輯核酸酶已于2021年獲得中國及中國香港地區的發明專利授權，并向美國、日本、歐盟等14個國家或地區提交專利申請。已經利用Cas12i和Cas12j在水稻、玉米、大豆、擬南芥和豬等農業生物中驗證了基因編輯的靶向剪切活性，達到產業應用的基本要求，為我國基因編輯產業化安全提供了重要保障。目前，兩個專利已經以排他性的方式許可給山東舜豐生物科技有限公司。
中國農業大學
2022-08-15
CRISPR基因編輯PD-1細胞治療非小細胞肺癌臨床研究成果
2020年4月27日，我校華西醫院胸部腫瘤科盧鈾教授團隊在Nature Medicine在線發表了題為“Safety and feasibility of CRISPR-edited T cells in patients with refractory non-small-cell lung cancer”的研究結果，報道了利用CRISPR-Cas9基因編輯技術在體外T細胞中編輯PD-1基因，經體外T細胞培養擴增，再輸回非小細胞肺癌（NSCLC）受試者，首次證明了該療法在NSCLC中的安全性和可行性。第一作者兼通訊作者為華西醫院胸部腫瘤科盧鈾教授，其他并列第一作者為胸部腫瘤科薛建新研究員、周曉娟主治醫師，四川大學華西醫院為第一作者單位。 2016年7月，《Nature》雜志率先報道盧鈾教授團隊計劃開展首個CRISPR–Cas9基因編輯人體臨床試驗，并于2016年10月進行了首例受試者治療。項目組嚴格按照臨床研究方案計劃，隨訪2年，截止時間為2020年1月31日。該臨床試驗完成12例三線及以上治療失敗的晚期肺癌患者的基因編輯細胞治療，入組受試者安全性和耐受性良好，無3級及以上細胞治療相關毒性發生和治療相關性死亡。在入組的12例受試者中，中位無進展生存時間（PFS）為7.7周，中位生存時間(OS) 為42.6周。臨床評價為疾病穩定（SD）2例中，一例受試者穩定時間近18個月。 該臨床試驗還重點研究CRISPR基因編輯對T細胞制品的脫靶效應，該團隊分別利用二代測序技術（NGS）和全基因組測序技術（WGS）對細胞制品進行脫靶檢測。結果顯示這種CRISPR基因編輯導致的脫靶效應是低突變頻率或不常見的。該臨床研究是一項轉化性I期臨床試驗，其成果的發表，為CRISPR基因編輯技術進一步向臨床研究轉化提供了重要依據。
四川大學
2021-04-11
心理學院王征研究員課題組發表合作論文發現獼猴非編碼基因調控大腦靜息功能網絡，并與人類精神疾病風險基因高度相關
近日，北京大學心理與認知科學學院、IDG麥戈文腦科學研究所、北大-清華生命科學聯合中心、海南大學生物醫學工程學院王征實驗室與中國科學院王光中研究員合作，在Cell Reports在線發表題為“Noncoding transcripts are linked to brain resting-state activity in non-human primates”的研究論文，報道了利用實驗室前期收集的獼猴全腦分區、單細胞轉錄組圖譜和靜息態腦影像數據，整合分析發現150個非編碼基因與蛋白編碼基因一起共同調控大腦網絡在靜息狀態下的同步自發振蕩活動。此外，這些非編碼基因不僅與非神經元細胞（如少突膠質細胞）的功能有關，且與人類精神疾病如自閉癥、精神分裂癥的風險基因緊密關聯。
北京大學
2023-08-22
監測植物花芽分化或開花過程中溫度變化的活體成像方法
本發明公開了一種監測植物花芽分化或開花過程中溫度變化的活體成像方法。本發明提供的方法，包括如下步驟：1)用紅外線非接觸式熱像儀采集活體待測植物的花芽或花部器官圖像；2)根據步驟1)得到的采集圖像，得到所述活體待測植物的花芽或花部器官的不同位點的溫度，從而實現植物花芽分化或者開花的生熱效應的監測。本發明的實驗證明，本發明的方法具有以下優點：1)操作簡單，快速：省略了植物觀測中取樣、分離等前續試驗分析步驟；2)成像效果好：可不受雨雪天氣等外界環境干擾下，對植物花部器官生熱進行活體觀測，溫差區分度在0.1攝氏度。
北京林業大學
2021-02-01
微生物、植物耦合的水體治理與鹽堿化濕地修復綜合技術
水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。
北京大學
2021-02-01
微生物、植物耦合的水體治理與鹽堿化濕地修復綜合技術
項目簡介水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。應用范圍北京大學工學院從選育耐鹽堿性植物新品種入手，研究并優化不同鹽堿程度下植物組合、配伍模式，構建鹽堿環境植被快速恢復技術。篩選高效耐鹽功能菌，利用耐鹽功能菌接種技術，進一步發揮微生物植物聯合修復作用，加快鹽堿環境改良進程。形成以生物為主，鹽堿環境改良與污水治理同步進行，實現鹽堿改良—污染治理—生態重建系統綜合技術的集成的鹽堿化濕地的修復與改良綜合技術體系。項目階段北京大學工學院以多年對微生物的研究積累，將微生物與水體植物相結合，已經完成難降解有機磷化合物微生物——植物耦合凈化體系理論模型構建，建立了對有機磷農藥和難降解有機物（壬基酚等）具有高效分解能力的微生物菌群（同時可以作為微生物菌劑應用在水環境以外的如土壤環境的修復中）篩選、培育，開發了從相應污染環境篩選具有有機物吸收或降解功能的水生植物的技術。微生物－植物耦合水體污染治理技術比原有單一的微生物凈化方式提高70% 的效率。同樣，用生物的方式治理土壤的鹽堿化，可以增加土壤中的有機物，調節土壤中的水氣溫狀況，改變土壤結構與特性，改善有益微生物生存繁衍的環境。通過生物措施改良的鹽堿地脫鹽持久、穩定，且有利于水土保持以及維持生態平衡。
北京大學
2021-04-11
TRAC-II葉面積指數檢測儀（植物冠層分析儀）
又稱為植物冠層分析儀。只要手持本儀器在植物冠層下穿行或行走，即可獲取葉面積指數、叢生指數、間隙率、光合有效輻射、光合有效輻射分量等植物冠層的參數。是聯合國糧農組織推薦的葉面積指數檢測儀器，并用于對LAI2000的修正或取代。
TRAC-II葉面積指數檢測儀是在加拿大皇家院士陳先生的葉面積指數檢測理論與算法的基礎上研發的。相對第一代TRAC，主要改進有：增加了手機現場處理功能，存儲容量增大了256倍，采用了無線網絡通信，提高了檢測精度，減輕了傳感器重量，升級并完善了處理軟件到TRACWin 5.9.0版。
TRAC（Tracing Radiation and Architecture of Canopies即植物冠層分析儀的縮寫）是檢測葉面積指數及植被吸收光合有效輻射的光學儀器。TRAC通過間隙大小分布及間隙率來檢測葉面積指數，可用于森林、植冠等葉面積指數的檢測，從而為森林碳匯與林業碳匯、作物長勢等的研究提供依據。TRAC-II由手機及智能傳感器兩部分構成，檢測光合有效輻射，采用無線傳感器網絡交換數據，通過手機或計算機處理軟件計算出結果。企業合作項目。
南京信息工程大學
2021-04-26
一種控制吡砂巖小流域溝道泥沙輸移的植物治理方法
本發明公開了一種控制砒砂巖小流域溝道泥沙輸移的植物治理方法，首次通過采用共生的灌草搭配模式并以特定形式的種植方式解決了一般植物谷坊無法攔截細沙且使用年限較短的缺陷，提高了固土固沙蓄水能力；本發明方法施工方便，成本低廉，且能極大提高植被的存活率，且不會對當地已形成的脆弱生態環境造成威脅，適宜大面積推廣應用；本方法可以顯著減少溝道內的水土流失和泥沙向下游的進一步輸移，同時減緩了水流沖刷，儲存了水分，改善了土壤，對溝道內防止泥沙輸移、提高植物覆蓋率具有重要意義。
天津城建大學
2021-04-11
一種控制吡砂巖小流域溝道泥沙輸移的植物治理方法
本發明公開了一種控制砒砂巖小流域溝道泥沙輸移的植物治理方法，首次通過采用共生的灌草搭配模式并以特定形式的種植方式解決了一般植物谷坊無法攔截細沙且使用年限較短的缺陷，提高了固土固沙蓄水能力；本發明方法施工方便，成本低廉，且能極大提高植被的存活率，且不會對當地已形成的脆弱生態環境造成威脅，適宜大面積推廣應用；本方法可以顯著減少溝道內的水土流失和泥沙向下游的進一步輸移，同時減緩了水流沖刷，儲存了水分，改善了土壤，對溝道內防止泥沙輸移、提高植物覆蓋率具有重要意義。
天津城建大學
2021-04-11
監測植物花芽分化或開花過程中溫度變化的活體成像方法
項目成果/簡介:本發明公開了一種監測植物花芽分化或開花過程中溫度變化的活體成像方法。本發明提供的方法，包括如下步驟：1)用紅外線非接觸式熱像儀采集活體待測植物的花芽或花部器官圖像；2)根據步驟1)得到的采集圖像，得到所述活體待測植物的花芽或花部器官的不同位點的溫度，從而實現植物花芽分化或者開花的生熱效應的監測。本發明的實驗證明，本發明的方法具有以下優點：1)操作簡單，快速：省略了植物觀測中取樣、分離等前
北京林業大學
2021-01-12