微生物与细胞资源的保存与发掘利用
|
|
中国网／中国发展门户网讯 21 世纪以来，以现代生物技术为导向的生物资源开发和竞争是世界经济发展的战略重点之一，生物技术的重大突破和发展正在深刻地改变世界经济发展模式和人类社会生活方式。在各类生物资源中，微生物与细胞资源的应用在革命性地解决人类发展面临的重大问题，如健康、工业、农业、生物安全和环境治理等方面，已经发挥了巨大的作用并展现出了广阔的前景。微生物与细胞资源是生物技术创新的突破口，也是形成颠覆性技术的源泉。
微生物是地球上分布最广、数量最多的生物类群；微生物资源在物种、代谢产物和功能上的多样性远远超过动、植物资源，而且具有开发链短的优势，微生物学研究为生命科学的发展奠定了基础，同时成为生物技术创新的主力源头。近代以来，微生物学领域产生了多项重大生命科学发现和划时代的生物技术，引领着整个生命科学的发展，如：DNA 是遗传物质的证明、限制性酶的发现、基因调控机制的发现、耐热 DNA 聚合酶催生的 PCR 技术、全基因组测序与功能基因组学等。最近产生的具有颠覆性质的基因组编辑技术（如TALEN 和 CRISPR-CAS）和微生物组技术也是从微生物学领域取得突破，并快速辐射到生命科学的其他领域。干细胞等人类遗传资源是关系国家和民族利益的重要战略资源，随着诱导多能干细胞技术问世，以干细胞为基础的再生医学已成为未来医学发展的重要方向。因此，加强微生物和细胞资源的保护、收集及开发利用，对我国抢占世界生物技术创新高地，建设现代化经济体系具有重要的战略意义。
微生物与细胞资源保存现状
1.发展历程与基本概况
鉴于微生物及各种生物细胞资源对生命科学、生物医学的重要贡献和对生物技术的重要支撑作用，全球大多数国家均成立了微生物菌种及细胞保藏中心，以保障这类重要生物资源的安全性及共享利用。根据世界培养物保藏联盟（WFCC）的统计，全球 76 个国家或地区的 768 个保藏中心①在世界微生物数据中心（WDCM）注册。截至 2016 年，689 个保藏中心共保存各类微生物菌种和细胞资源超过 247 万株。
我国在 1951 年建立了新中国第一个微生物菌种保藏管理机构——中国科学院微生物菌种保藏管理委员会。1979 年，国家科委（现“科学技术部”）成立了中国微生物菌种保藏管理委员会，在相关部委的研究机构中设立了 7 个专业菌种保藏中心，成为当时我国收集、保藏和共享利用微生物菌种资源的主要技术力量。1985 年，随着我国专利制度的实施，为了满足生物材料及其相关技术发明公开的需要，国家专利局指定设立在中国科学院微生物研究所的中国普通微生物菌种保藏管理中心（CGMCC）和设立在武汉大学的中国典型培养物保藏中心（CCTCC）承担用于专利程序的生物材料的保藏工作。随着我国政府加入《国际承认用于专利程序的微生物保存布达佩斯条约》（以下简称《布达佩斯条约》），经国家专利局推荐，世界知识产权组织批准，CGMCC 和 CCTCC 于 1995 年 7 月1日获得“《布达佩斯条约》国际保藏单位”资格。
2003 年，科学技术部启动科技基础条件平台建设项目，微生物菌种资源和实验细胞是其中的重要领域。2011 年，科学技术部和财政部共同认定的 23 家国家科技基础条件平台中，包括了由原农业部主管的国家微生物菌种资源平台和原卫生部主管的国家实验细胞资源平台。2019 年，科学技术部、财政部进一步优化调整国家科技资源共享服务平台，形成了 30 个国家生物种质和实验材料资源库，其中包括了微生物资源领域的 3 个资源库（国家菌种资源库、国家病原微生物资源库、国家病毒资源库），以及细胞资源领域的 4 个资源库（国家干细胞资源库、国家干细胞转化资源库、国家生物医学实验细胞资源库、国家模式与特色实验细胞资源库），从而为科学研究、技术进步和社会发展提供高质量的科技资源共享服务。
中国科学院于 1995 年 5 月成立中国科学院典型培养物保藏委员会，统一指导、协调全院生物培养物资源工作，加强对全院生命科学和生物技术研究的支撑，其 10 个成员单位均隶属于中国科学院各研究所。作为我国主要的培养物保藏中心组织，中国科学院典型培养物保藏委员会的建立对我国生物多样性的保藏、研究和保护发挥了重要作用。2009 年，国家重大科学工程“中国西南野生生物种质资源库”通过国家验收。2010 年，为顺应国际“生物资源中心”的发展趋势，在财政部“战略生物资源科技支撑体系运行专项”支持下，中国科学院在典型培养物保藏委员会的基础上，成立了中国科学院野生生物资源库工作委员会，2015 年该委员会更名为中国科学院生物遗传资源库工作委员会，成员单位包括中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物资源库、中国科学院微生物研究所中国普通微生物菌种保藏管理中心、中国科学院武汉病毒研究所微生物菌毒种保藏中心、中国科学院上海生命科学研究院细胞和干细胞库、中国科学院动物研究所北京干细胞库等 12 个资源库，保藏的生物资源类型涵盖了植物种子和离体材料、人及动物的细胞株和干细胞、微生物、淡水藻种、海藻等（表 1）。中国科学院生物遗传资源库工作委员会旨在建成国际上具有重要影响的生物遗传资源科学保藏网络体系，引领我国生物遗传资源收集保藏、共享利用工作。
