樊祥宇,廖國建,謝建平
1. 西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境與生物資源省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究所,重慶北碚 400715;
2. 濟(jì)南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,濟(jì)南 250022;
3. 西南大學(xué)藥學(xué)院,現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究所,重慶北碚 400715
以CRISPR/Cas9專利為例的知識產(chǎn)權(quán)教育
樊祥宇1,2,廖國建3,謝建平1
1. 西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境與生物資源省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究所,重慶北碚 400715;
2. 濟(jì)南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,濟(jì)南 250022;
3. 西南大學(xué)藥學(xué)院,現(xiàn)代生物醫(yī)藥研究所,重慶北碚 400715
隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化步伐的加快,知識產(chǎn)權(quán)的重要性凸顯。高校是知識產(chǎn)權(quán)意識和能力教育的主戰(zhàn)場。我國現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)教育與專業(yè)的密切程度急需提高。文章結(jié)合全球首個(gè) CRISPR/Cas9專利權(quán)的授權(quán)公布和作者授課經(jīng)歷,提出了一種新的知識產(chǎn)權(quán)普及教育模式,將知識產(chǎn)權(quán)教育分為啟蒙教育和深入研修兩個(gè)階段。第一階段將知識產(chǎn)權(quán)教育與專業(yè)課課程無縫整合,后一階段主要針對有志于發(fā)展成為知識產(chǎn)權(quán)專業(yè)人才的學(xué)生。我們認(rèn)為這種教學(xué)模式的推廣將解決現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)教育中教材的欠缺以及教師的不足,有利于知識產(chǎn)權(quán)意識在生物醫(yī)學(xué)等理工科學(xué)生的普及。遺傳學(xué)在生物醫(yī)學(xué)中具有特別重要的地位,因此,文章以遺傳學(xué)最近的熱點(diǎn)技術(shù)之一——基于CRISPR/Cas的基因組編輯新工具為例進(jìn)行闡述。CRISPR/Cas從最初的微生物遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)到成為基因組編輯的重要工具,貫穿了基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵技術(shù)的全過程,可以很好體現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)教育的精髓。
知識產(chǎn)權(quán)教學(xué);生物醫(yī)學(xué)教育;CRISPR/Cas系統(tǒng)
2008年我國頒布的《國家知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略綱要》指出,要“在高等學(xué)校開設(shè)知識產(chǎn)權(quán)相關(guān)課程,將知識產(chǎn)權(quán)教育納入高校學(xué)生素質(zhì)教育體系”。但將知識產(chǎn)權(quán)課程納入理工科學(xué)生培養(yǎng)方案中的單位不多[1]。而國外著名大學(xué)如哈佛大學(xué)等,都有針對理工科學(xué)生的知識產(chǎn)權(quán)課程[2]。因此,切實(shí)加強(qiáng)我國理工科特別是生物醫(yī)學(xué)類學(xué)生的知識產(chǎn)權(quán)教育非常迫切。
1.1 國家創(chuàng)新能力的保護(hù)
21世紀(jì)被認(rèn)為是生物醫(yī)學(xué)的世紀(jì)。隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展,將有大量的新技術(shù)、新藥物以及生物新品種問世,我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的知識、技術(shù)或材料也將不斷增長。但與此同時(shí)科研工作者的創(chuàng)新保護(hù)意識或知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識還有待提高。要想解決這一問題,除了對我國的科研工作者進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)之外,在生物醫(yī)學(xué)本科生或者研究生中開設(shè)知識產(chǎn)權(quán)課程是一種較為理想的教育方式,這將使未來的科研工作者一開始就繃緊知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的弦,有利于我國在世界科研潮流中保持競爭力。
1.2 學(xué)生就業(yè)面的拓展
我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)雖已初步具備研發(fā)及生產(chǎn)新藥的能力,但從整體來講仍處于起步階段。就業(yè)崗位的短缺時(shí)期,使得生物學(xué)屢屢被媒體列為最難找工作的幾個(gè)專業(yè)之一。而與此對應(yīng)的是,國內(nèi)及國際知識產(chǎn)權(quán)糾紛案件越來越多,但能夠應(yīng)對這些訴訟的具有生物醫(yī)學(xué)專業(yè)背景的知識產(chǎn)權(quán)人才卻非常欠缺。面對嚴(yán)峻的就業(yè)形式,為生物醫(yī)學(xué)專業(yè)研究生開設(shè)知識產(chǎn)權(quán)課程有助于將畢業(yè)生特別是對生物領(lǐng)域并無興趣的畢業(yè)生分流,拓展生物類畢業(yè)生的就業(yè)面。
2.1 教材
經(jīng)調(diào)查,知識產(chǎn)權(quán)教材雖然很多,但都側(cè)重于法理知識的灌輸,且教材內(nèi)的案例實(shí)效性和時(shí)效性相對較差。生物醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的法律知識背景較弱,難以理解理論性太強(qiáng)的知識產(chǎn)權(quán)教材。大量的教學(xué)實(shí)踐證實(shí)理工科學(xué)生對典型、具體、新穎的案例更加感興趣,而相對枯燥的教材對他們并不適用。我們認(rèn)為搜集最新的知識產(chǎn)權(quán)實(shí)際案例,將案例和傳統(tǒng)教材相結(jié)合,在案例講解過程中培養(yǎng)生物醫(yī)學(xué)類學(xué)生敏銳的知識產(chǎn)權(quán)嗅覺以及知識產(chǎn)權(quán)法的實(shí)際運(yùn)用能力,可能更加有效。
2.2 師資
現(xiàn)在既具有生物醫(yī)學(xué)專業(yè)知識背景又具有豐富的知識產(chǎn)權(quán)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人才非常短缺,具有這種能力的老師更是少之又少,而往往不具有專業(yè)知識背景的老師更加傾向于純理性、灌輸性教學(xué)。這種教學(xué)模式非常不利于生物醫(yī)學(xué)類學(xué)生的知識產(chǎn)權(quán)教育。加速培養(yǎng)或引進(jìn)一批既具有較強(qiáng)的科研能力又具有知識產(chǎn)權(quán)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的老師是保證未來教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)。
2.3 教學(xué)模式
理工科學(xué)生具有相對復(fù)雜的知識需求:一些理工科學(xué)生更傾向于自身專業(yè)知識的學(xué)習(xí),對于知識產(chǎn)權(quán)僅僅培養(yǎng)出保護(hù)意識就可以滿足他們的需求;另外一些學(xué)生則對知識產(chǎn)權(quán)更感興趣,有志于將自己培養(yǎng)為知識產(chǎn)權(quán)專門人才。而現(xiàn)在高校的知識產(chǎn)權(quán)教育大多采用獨(dú)立開課、深入教學(xué)的方式[3]。這種單一的教學(xué)模式更適合于培養(yǎng)專門的知識產(chǎn)權(quán)人才,而并不適合于在所有理工科學(xué)生中普及知識產(chǎn)權(quán)知識,最終導(dǎo)致浪費(fèi)人力物力卻達(dá)不到最佳效果。
針對上述問題,我們嘗試了針對生物醫(yī)學(xué)等理工農(nóng)醫(yī)科學(xué)生新的兩步法教學(xué)模式(圖1)。在這一教學(xué)模式下,知識產(chǎn)權(quán)課程的教學(xué)分為兩個(gè)階段:首先是啟蒙教育階段,這一階段針對所有的理工科學(xué)生,整合熱門技術(shù)的講解與知識產(chǎn)權(quán)教育。比如,遺傳學(xué)是生物醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)性學(xué)科,我們可以依托遺傳學(xué)等專業(yè)課程以及相應(yīng)的專業(yè)課教師,講解與相應(yīng)課程有關(guān)的熱門技術(shù)進(jìn)展以及相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)案例。學(xué)生在這一階段將了解自己是否對知識產(chǎn)權(quán)感興趣。感興趣的學(xué)生可以進(jìn)入下一階段的學(xué)習(xí),其他的學(xué)生也獲得了知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的基本知識。第二階段是深入研修階段,這一階段只針對對知識產(chǎn)權(quán)感興趣的理工科學(xué)生,他們將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)知識產(chǎn)權(quán),為培養(yǎng)復(fù)合型人才奠定基礎(chǔ)。
這種教學(xué)模式解決了在生物醫(yī)學(xué)等理工科開設(shè)知識產(chǎn)權(quán)課程的諸多問題。就教材而言,啟蒙階段的教材都是最新的熱門技術(shù)及相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)案例。它們與教材互補(bǔ),理工科學(xué)生可能更容易接受,避免了一般知識產(chǎn)權(quán)教材相對枯燥和與具體專業(yè)脫節(jié)的問題。任課教師的選擇方面,啟蒙階段的教師可以選用經(jīng)過知識產(chǎn)權(quán)短期培訓(xùn)的專業(yè)課教師。他們都具有較強(qiáng)的專業(yè)知識,知識產(chǎn)權(quán)方面的知識容易在短期內(nèi)培訓(xùn)獲得。這種培訓(xùn)既對專業(yè)課教師自身的科研有極大的幫助,也使得他們可以兼職作為生物醫(yī)學(xué)學(xué)科的知識產(chǎn)權(quán)教師,為學(xué)生進(jìn)一步研修知識產(chǎn)權(quán)課程打下基礎(chǔ)。
與以往知識產(chǎn)權(quán)課程比較,這種教學(xué)模式獨(dú)特的優(yōu)勢為:(1) 現(xiàn)有熱門技術(shù)受到準(zhǔn)科研工作者的廣泛關(guān)注,以其為例講解知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),沖擊力強(qiáng),使他們認(rèn)識到知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的重要性、必要性以及緊迫性;(2) 在兩階段分步走的教學(xué)模式下,知識產(chǎn)權(quán)課程的教師隊(duì)伍更加充裕,也可以基本滿足學(xué)生的知識需求;(3) 這種模式下可以穩(wěn)步有效拓寬學(xué)生的就業(yè)選擇面。
圖1 知識產(chǎn)權(quán)兩步法教學(xué)模式示意圖
舉例來說,2014年4月15日,麻省理工學(xué)院-哈佛大學(xué)博德研究所獲得的基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)的專利保護(hù)就是一個(gè)很好的將知識產(chǎn)權(quán)與遺傳學(xué)教學(xué)整合,作為知識產(chǎn)權(quán)啟蒙教育的良好契機(jī)。CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)是細(xì)菌基因組內(nèi)存在的成簇、規(guī)律間隔的短回文重復(fù)序列,Cas(CRISPR-associated)是CRISPR位點(diǎn)附近的相關(guān)基因。一些Cas蛋白的功能已經(jīng)明確,如:核酸酶、解旋酶、聚合酶以及DNA和RNA結(jié)合蛋白。它們所組成的CRISPR/Cas系統(tǒng)具有降解、防御外來DNA的功能,是細(xì)菌以及古菌的獲得性免疫防御系統(tǒng)[4~6]。2007年,丹麥Danisco公司 Rodolphe Barrangou領(lǐng)導(dǎo)的研究小組首次證實(shí)CRISPR/Cas系統(tǒng)作為細(xì)菌免疫系統(tǒng)的功能[7]。2012年,加州大學(xué)伯克利分校的 Doudna等與瑞典于默奧大學(xué)的科學(xué)家Charpentier合作提出可以利用CRISPR/ Cas9系統(tǒng)對 DNA進(jìn)行編輯[8]。2013年初,Broad研究所的Feng Zhang首次使用CRISPR/Cas9系統(tǒng)對多個(gè)哺乳動物基因組進(jìn)行多位點(diǎn)編輯[9]。自此之后,利用CRISPR/Cas或CRISPR/Cas9系統(tǒng)進(jìn)行基因組改造的技術(shù)蓬勃發(fā)展。國內(nèi)大量研究機(jī)構(gòu)也利用此系統(tǒng)對不同的物種進(jìn)行了基因組改造,例如:中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所高彩霞課題組用此技術(shù)改造了水稻和小麥基因組[10];北京大學(xué)魏文勝則基于CRISPR/Cas9系統(tǒng)開發(fā)了慢病毒特異性人源細(xì)胞文庫[11]。CRISPR/Cas9系統(tǒng)是一種簡單、有效的基因組編輯技術(shù),在基因治療以及個(gè)體化醫(yī)藥中有廣泛的應(yīng)用前景[12]。這些全球競爭火爆的最新科學(xué)技術(shù),可以激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情,遺傳學(xué)教材不會編入,可作為遺傳學(xué)課程的額外知識講座。與此同時(shí),具有一定知識產(chǎn)權(quán)背景的授課教師便可考慮將這種最新技術(shù)的專利申請狀況介紹給學(xué)生,將知識產(chǎn)權(quán)與遺傳學(xué)教學(xué)進(jìn)行無縫整合。
有關(guān)該技術(shù)的全球?qū)@麪帄Z戰(zhàn)剛開始,表1為已經(jīng)公開或者授權(quán)的相關(guān)專利。最早揭示間隔序列與細(xì)菌免疫相關(guān)性的 Danisco公司小組申請了數(shù)個(gè)CRISPR與細(xì)菌分型、細(xì)菌檢測、細(xì)菌修飾和增加細(xì)菌對噬菌體抗性的專利,但未涉及利用這一系統(tǒng)進(jìn)行基因組編輯。例如,專利EP2336362的權(quán)利要求通過引入一個(gè)或數(shù)個(gè) Cas基因或蛋白以及相應(yīng)的CRISPR序列來調(diào)控細(xì)菌對噬菌體耐受的方法。第一個(gè)將 CRISPR/Cas用來編輯基因組的專利申請來自加州大學(xué)和奧地利維也納大學(xué)的聯(lián)合申請,該專利(WO2013176772)的權(quán)利要求將 CRSIPR/Cas9系統(tǒng)課題組
用于基因組特定靶基因或基因鎖編碼多肽的位點(diǎn)特異性修飾。2014年4月,美國專利商標(biāo)局授權(quán)了 Broad 研 究 所 Feng Zhang 等 人 的 專利(WO2014018423),該專利的權(quán)利要求涉及使用經(jīng)修飾的或工程改造的CRISPR/Cas系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)特定基因的可控表達(dá)(激活/增強(qiáng)/終止或抑制),是第一份將一整套CRISPR/Cas9系統(tǒng)載體和操作方法包括在內(nèi)的專利。與CRISPR/Cas系統(tǒng)有關(guān)的專利也將不斷增加。
與CRISPR/Cas系統(tǒng)有關(guān)的可專利性(Patentable)領(lǐng)域較寬。(1) 研究工具領(lǐng)域。CRISPR/Cas系統(tǒng)是新技術(shù),但也有許多值得改進(jìn)之處。改進(jìn)之處也可能申請獲得新專利保護(hù)。(2) 基因或蛋白領(lǐng)域。CRISPR/ Cas系統(tǒng)是一種可以改造基因的技術(shù)。那些通過CRISPR/Cas技術(shù)獲得的突變DNA或蛋白的某些部分也可能獲得專利保護(hù)。(3)植物、動物以及微生物領(lǐng)域。通過CRISPR/Cas技術(shù)介導(dǎo)的基因突變、缺失或插入可以獲得具有一定功能的新生物,如果不違反生物倫理規(guī)范,滿足專利法條件,也可能獲得專利。
表1 CRISPR相關(guān)的部分重要專利
針對CRISPR/Cas技術(shù)這一案例,在我們提出的知識產(chǎn)權(quán)兩步法教學(xué)模式下,所設(shè)計(jì)的教學(xué)方案如下。
知識產(chǎn)權(quán)的啟蒙教育階段:主要依托經(jīng)過一定培訓(xùn)的遺傳學(xué)等生物醫(yī)學(xué)教師以及遺傳學(xué)等專業(yè)課課堂,教師在講解CRISPR/Cas技術(shù)的同時(shí)便滲透講解相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)案例。這一階段的學(xué)習(xí)主要針對所有的并無知識產(chǎn)權(quán)背景的生物醫(yī)學(xué)學(xué)生,既教育學(xué)生具有了基本的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識,也為對知識產(chǎn)權(quán)感興趣的學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。
知識產(chǎn)權(quán)教育的深入研修階段:主要依托專門的知識產(chǎn)權(quán)教師以及專門開設(shè)的知識產(chǎn)權(quán)課堂,這一階段的學(xué)習(xí)主要針對具有一定知識產(chǎn)權(quán)背景的理工科學(xué)生,主要培養(yǎng)知識產(chǎn)權(quán)專門人才。CRISPR/Cas系統(tǒng)僅僅是眾多最新生物醫(yī)學(xué)熱門技術(shù)中的一個(gè)例子。對其他熱門技術(shù)的調(diào)研、開發(fā)以及教材的整合編寫是將來值得努力的方向。
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(責(zé)任編委: 高彩霞)
Intellectual property education exemplified by the patents on the CRISPR/Cas9 system
Xiangyu Fan1,2, Guojian Liao3, Jianping Xie1
1. Institute of Modern Biopharmaceuticals, State Key Laboratory Breeding Base of Eco-Environment and Bio-Resource of the Three Gorges Area, Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, School of Life Sciences, Southwest University, Beibei, Chongqing 400715, China;
2. School of Biological science and technology, University of Jinan, Jinan 250022, China;
3. Institute of Modern Biopharmaceuticals, School of Pharmaceutical Sciences, Southwest University, Beibei, Chongqing 400715, China
With the accelerated globalization of the world economies, the role of intellectual property in the the competition is increasingly important. The universities are important base to instill the intellectual propertyawareness to the young generation. However, current model of intellectual property education cannot meet the needs of undergraduates. In this paper, we take the first patent issued for CRISPR/Cas9 system as a teaching example, and together with personal teaching experience in biomedicine related intellectual property, we propose a new way for intellectual property education which consists of two stages: enlightenment stage and in-depth training stage. In the former stage, we integrate the intellectual property education with the basic major courses. In the latter stage, students are encouraged to devote into intellectual property related career. This model can somehow solve the the current shortage of qualified teachers for biotechnology related intellectual property education and will facilitate the popularization of intellectual property in college students. Since genetics plays a pivotal role in biomedicine, this effort is illustrated by the novel genome editing technology based on the CRISPR/Cas9 system, which is one hotspot of recent studies. The trajectory of CRISPR/Cas9 from basic microbial genetics discovery to major tools for genome editing exeplified the essence of biomedicine related intellectual property education.
intellectual property; biomedical education; the CRISPR-Cas system
2014-09-03;
2014-09-18
重慶市教委研究生教改項(xiàng)目“全球視野高層次人才培養(yǎng)的區(qū)域性跨院校支撐平臺”(編號:YJG123104),重慶市教委研究生優(yōu)質(zhì)課程《高級微生物學(xué)》,西南大學(xué)本科生教改項(xiàng)目(編號:2013JY201),教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才資助計(jì)劃(編號:NCET-11-0703),國家自然科學(xué)基金(編號:81371851, 81071316, 81271882, 81301394)和中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(編號:XDJK2011D006, XDJK2012D011, XDJK2012D007, XDJK2013D003,XDJK2014D040)資助。
樊祥宇,博士,講師,研究方向:分枝桿菌噬菌體功能基因組學(xué)。E-mail: fxysnd@126.com
謝建平,博士,研究員,研究方向:人類重要致病菌的致病耐藥機(jī)理和新干預(yù)措施研發(fā)。Tel: 86-23-68367108; E-mail: georgex@swu.edu.cn
10.3724/SP.J.1005.2014.1269
時(shí)間: 2014-10-8 10:07:43
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1913.R.20141008.1007.004.html