腺甙脱氨酶

本文由中国科学院大学协同创新实验室所作，文章发表于Oganic Letters (Org. Lett.2021, 23, 5, 1577–1581)。 可见光促进的脱氨烷基化反应已经成为一个化学合成的重要研究方向，从廉价易得的原料出发合成羰基化合物是现代合成科学的重要目标，而β，γ-不饱和羰基化合物因其独特的活性特征，日益成为有价值的合成砌块。传统方法合成β,γ-不饱和羰基多建立在过渡金属催化的交叉偶联反应，如钯、镍或铜催化下的烯醇和烯基卤代物、烯基磺酸化合物等反应（图1A）。近年来，可见光促进的脱氨烷基化反应已经成为多样化烯烃制备的重要手段（图1B）, 而利用弱相互作用EDA形成的策略，该课题组发现仅仅通过碱金属盐（例如，NaI, NaOAc, K2CO3等）便可以与N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯（NHPI esters）以及系列吡啶盐等形成EDA复合物（图1C）。据此，作者推测仅仅通过碘化钠和Katritzky盐就可以直接形成EDA复合物，产生的烷基自由基与双键偶联，再生成相应的产物（图1D）。通过可见光促进EDA复合物引发的Katritzky盐与烯烃的脱氨基烷基化反应，成功实现了β,γ-不饱和酯类化合物的构建，该方法原料简单、条件温和，无需过渡金属催化和额外的添加剂，具有通用性。图1 首先进行反应条件的优化，分别以1a和2a为原料，在45℃的LED光照条件，DMA为溶剂，加入NaI（20% mol%）反应过夜后得到的偶联产物3a，获得了最优收率95%（图3）。由于这种弱相互作用形成的复合物是很难直接分离表征的，UV-vis光谱表征技术的发展为我们研究这种弱相互作用的形成提供了有利的检测手段。利用岛津UV-2550对反应中的各底物之间，底物与催化剂之间以及底物自身的紫外可见光谱进行表征测试，明确了碘化钠和Katritzky盐直接形成EDA复合物的猜想，为实验的机理研究提供了有力的证据（图2）。进一步对1a和NaI的EDA复合物进行了DFT计算，发现其溶剂化的络合自由能为9.6 kcal/mol。 除此之外，在实验条件优化过程中，作者还使用了GC-2010 plus，GCMS-TQ8040用于制作反应产率的标准曲线。对反应产物不易分离或者分离后难以提纯而又对产率有严格要求的反应体系，利用绘制的标准曲线，不仅能够得到准确快速的每次优化条件的产率值，而且大大减轻实验操作者工作量，能够提高实验效率，减少实验耗材的使用（图3）。 图2图3 随后，作者对于底物的适用性进行了扩展，对于系列苯丙氨酸衍生的含吸电子基或者供电子基的吡啶盐（3a-g）均可以顺利反应。此外，该方法可耐受多种官能团（3h-n）（图4）。同时，二苯乙烯上取代基的影响（3o-s）也被一并考虑，亦具有较好的结果；苯乙烯（3t）的反应也得到了相应的β,γ-不饱和产物，尽管产率有所降低，其具有很好的E/Z比率，取代的苯乙烯（3u-x）也得到相应的产物，但是E/Z比率出现降低。该方法也适用于肉桂酸（3t）为原料和吡啶盐的反应，各种取代肉桂酸（3y-b’）也容易发生反应，可以得到高E/Z比例的β,γ-不饱和酯（图5）。 图4图5 同时，对于反应机理，作者进行了详细的DFT计算并进行了阐释（图6）。 图6 本研究开发了一种更为简单的合成β,γ-不饱和羰基化合物的方法，只需要NaI和Katritzky盐即可实现。DFT计算研究表明二者间的弱相互作用力加速催化EDA的产生，并揭示了自由基反应的机理。该反应从廉价易得的原料出发，不使用过渡金属催化剂和任何添加剂，操作性强，通用性良好。 关联仪器 文献题目《Photoinduced α‑Alkenylation of Katritzky Salts: Synthesis of β,γ-Unsaturated Esters》 使用仪器岛津UV、GC、GCMS 作者Chao-Shen Zhang,† Lei Bao,† Kun-Quan Chen, Zhi-Xiang Wang,* and Xiang-Yu Chen*Corresponding Authors：Zhi-Xiang Wang − School of Chemical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China Xiang-Yu Chen − School of Chemical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China Authors：Chao-Shen Zhang − School of Chemical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, ChinaLei Bao − School of Chemical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, ChinaKun-Quan Chen − School of Chemical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China †C.-S.Z. and L.B. contributed equally. 声明 1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。3. 文中涉及最优，最佳类描述，限于实验组别对比结果。4. 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

碱基编辑（base editing，BE）作为前沿的基因组编辑技术，能够在基因组水平上实现精确、高效的单碱基编辑。该技术广泛应用于基础研究、基因治疗和细胞工厂构建等领域。常用的DNA碱基编辑器主要是通过将可编程的DNA结合蛋白（如Cas9）与碱基脱氨酶融合实现的，包括胞嘧啶碱基编辑器（CBE）、腺嘌呤碱基编辑器（ABE）以及糖基化酶碱基编辑器（GBE）等，可以实现C-to-T、A-to-G以及C-to-G等种类的碱基编辑。然而，这些碱基编辑器是针对C和A碱基的直接编辑，且所包含的脱氨酶可能导致非Cas9依赖的DNA或RNA脱靶。 中国科学院天津工业生物技术研究所研究员毕昌昊带领的合成生物技术研究团队，联合研究员张学礼带领的微生物代谢工程研究团队，开发了不依赖脱氨酶（deaminase-free，DAF）的碱基编辑器DAF-CBE和DAF-TBE，分别在大肠杆菌中实现C-to-A、T-to-A的碱基颠换，在哺乳动物细胞中实现C-to-G、T-to-G的碱基颠换编辑。 该研究通过定向进化改造了人源尿嘧啶糖基化酶（UNG）的两个突变体UNG（N204D）和UNG （Y147A），获得了两种高活性的DNA糖基化酶，分别可以作用于胞嘧啶碱基的CDG4和胸腺嘧啶碱基的TDG3。进而，研究将这两种DNA糖基化酶与nCas9（Cas9、D10A）融合，构建了CDG4-nCas9和TDG3-nCas9两种碱基编辑器，用于在大肠杆菌中进行C-to-A和T-to-A的编辑。实验结果显示，CDG4-nCas9和TDG3-nCas9在大肠杆菌中的编辑效率最高分别达到58.7％和54.3％。进一步，研究针对Homo sapiens密码子优化版本的CDG4-nCas9和TDG3-nCas9，在HEK293T细胞中实现了C-to-G和T-to-G的颠换编辑，编辑效率分别达到38.8%和48.7%。这两种编辑器的脱靶效果低于常用的胞嘧啶碱基编辑器（BE4max）和糖基化酶碱基编辑器（CGBEs）。因此，研究将这两个编辑器命名为DAF-CBE和DAF-TBE。此外，通过进一步的工程改造，该团队优化了CDG和TDG的空间位置，得到了DAF-CBE2和DAF-TBE2的新版本。它们的编辑窗口从原来的间隔序列（protospacer sequence）5'端移动到中间区域，且C-to-G和T-to-G的编辑效率分别提高了3.5倍和1.2倍。DAF-CBE和DAF-TBE实现了人诱导多功能干细胞（hiPSC）高效编辑。 综上所述，经过定向进化改造，该团队开发的DAF-CBEs和DAF-TBEs碱基编辑器在大肠杆菌和哺乳动物细胞中实现了高效的碱基颠换编辑，无需使用脱氨酶。与现有的引导编辑器（prime editing）或糖基化酶碱基编辑器（GBEs）相比，DAF-BEs具有相当的编辑效率、更小的尺寸和更低的脱靶率，这扩展了碱基编辑器的编辑类型，为工业菌株铸造和生物医药等领域的相关研究提供了新的技术工具。 近日，相关研究成果发表在《自然-生物技术》（Nature Biotechnology）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、天津市合成生物技术创新能力提升行动专项、中国科学院青年创新促进会和天津市自然科学基金的支持。论文链接DAF-BEs碱基编辑器的设计及进化

近十年来，以 CRISPR 系统为代表的基因编辑技术迅猛发展，在包括农业、畜牧业和生物医药等各个领域的基础科研和应用中不断涌现出耀眼成果。2020年 CRISPR 技术因其强大的功能和影响力摘得诺贝尔化学奖。然而，随着研究的深入，其引起的 DNA 双链断裂和高脱靶效应等一系列副反应也逐渐走入人们的视野，CRISPR 技术的安全性开始备受关注。单碱基编辑技术以其高效和精确的基因编辑能力，成为目前最有希望治愈各种遗传疾病的明星工具。由 gRNA 与 Cas9-脱氨酶形成 RNP 复合物，gRNA 引导复合物结合在基因组目标位点，Cas9 负责解开 DNA 双链，并将靶向链切断，脱氨酶对非靶向单链 DNA（ssDNA）上的碱基进行脱氨，细胞修复过程中实现碱基转换。然而，单碱基编辑工具被发现具有明显的脱靶编辑效应，主要包括 Cas9 非依赖的 DNA 和 RNA 脱靶效应和 Cas9 依赖的 DNA 脱靶效应。通过对脱氨酶的修饰可大大降低蛋白对核酸链的非特异结合，从而最大限度地减少 Cas9 非依赖的脱靶效应。但由于 Cas9 蛋白本身存在的 Cas9 依赖性脱靶，人们依然对其临床应用的安全性表示担忧。尽管目前已有多种方法尝试解决这一问题，但都无法在保持目标效率的同时解决 Cas9 依赖性脱靶问题。2022年3月，中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学研究员与五邑大学邹庆剑副教授团队合作，首次将腺苷脱氨酶与转录激活因子样效应子（TALE）融合，开发了一种新型腺嘌呤碱基编辑系统——TaC9-ABE。该新型碱基编辑系统可以完全消除Cas9依赖性脱靶，而不影响任何靶向编辑效率。相关成果以：Elimination of Cas9-dependent off-targeting of adenine base editor by using TALE to separately guide deaminase to the target site 为题在线发表在 Cell Discovery 期刊上。TaC9-ABE单碱基编辑技术原理近日，该团队再次证实将 TALE 技术与 Cas9 技术结合起来，同样可以实现更加安全高效的胞嘧啶碱基编辑系统——TaC9-CBE。相关成果以：Eliminating predictable DNA off-target effects of cytosine base editor by using dual guiders including sgRNA and TALE 为题于在线发表在 Molecular Therapy 期刊上。TaC9-CBE单碱基编辑技术原理在 TaC9-ABE 和 TaC9-CBE 碱基编辑系统中，研究人员将脱氨酶与 nCas9 分离，脱氨酶与 TALE 连接，nCas9 与 gRNA 结合，由 TALE 和 gRNA 分别将两个效应器引导到 DNA 靶位点，同时发挥作用，实现靶位点的 A to G 或 C to T 的突变。如果 nCas9 被 gRNA 带到错误的位点，由于没有脱氨酶的存在，碱基转换就不能发生；同理，如果脱氨酶被 TALE 引导至错误的位点，由于没有 nCas9 的存在，不能形成单链 DNA，脱氨酶发挥不了作用，碱基转换也不能发生，这样就彻底地排除了发生 Cas9 依赖性脱靶的可能性。研究结果证实，TaC9-碱基编辑系统在保证高效但碱基编辑的同时，对 gRNA 依赖的脱靶位点以及 TALE 依赖的脱靶位点进行深度测序均未检测到脱靶现象。图3.各种CBE编辑器的Cas9依赖脱靶测试这项研究为基因编辑动植物的培育和人类遗传性疾病的基因治疗提供了一个安全的单碱基编辑工具。TaC9-ABE 论文中，中国科学院广州生物医药与健康研究院博士研究生刘洋和蓝婷、五邑大学周小青博士和广东工业大学博士研究生周继曾为论文共同第一作者。中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学研究员和五邑大学邹庆剑副教授为论文的共同通讯作者。TaC9-CBE 论文中，广东工业大学博士生周继曾、中国科学院广州生物医药与健康研究院博士生刘洋、硕士生魏愈惠和五邑大学硕士生郑淑文为论文共同第一作者。中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学研究员、五邑大学张焜教授和邹庆剑副教授为论文的共同通讯作者。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41421-022-00384-4https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2022.04.010

珀金埃尔默重磅推出新一代串联质谱检测试剂盒NeoBaseTM2。该检测试剂盒(国械注准20223400429)拥有独家的检测指标物和病种覆盖，可精准、快速、便捷地进行四十多种新生儿遗传代谢病的筛查，为及时有效的诊断和针对性治疗提供强有力的支撑。遗传代谢病是影响儿童智力和体格发育的严重疾病，其防治关键在于早筛查、早诊断、早治疗。目前通过采集新生儿足跟血进行串联质谱检测可以早期对这些危及生命的遗传代谢病进行筛查，通过早期诊断和治疗，大部分患儿可以控制病情，避免重要器官出现不可逆的损害，以保障儿童正常的身体发育和智力发育。珀金埃尔默此次发布的NeoBaseTM2可检测57种指标物，具有更出色的疾病筛查特异性和准确性。除了主要的三大类遗传代谢病(即氨基酸代谢病、有机酸代谢病和脂肪酸氧化代谢病)筛查外，新增了两种疾病类型，过氧化物酶体病——X连锁肾上腺脑白质营养不良(X-ALD)和嘌呤代谢病——腺苷脱氨酶缺乏症ADA-SCID(ADAD)。这两种疾病均为致死率很高的罕见病，通过早期诊断和干预，可明显提高患者存活率和生活质量，为罕见病群体带来福音。浙江大学医学院附属儿童医院主任医师，中华预防医学会出生缺陷预防与控制专业委员会新生儿遗传代谢病筛查学组组长赵正言教授指出：“新生儿疾病筛查作为出生缺陷防控的第三道防线，有效地促进和保障了儿童健康。在过去的多年里，通过同仁们在筛查、诊断和治疗上的努力，让无数的新生儿能够无忧无虑地成长，也让他们身后的家庭拥有幸福的生活。这些离不开每个家庭父母亲的全心付出，离不开同仁们对工作的高质量要求，也离不开工作中所使用到的质量过硬的各种设备和试剂。NeoBaseTM2试剂盒在全球和国内都是独家，希望新一代的串联质谱试剂盒能够让我们的新生儿筛查工作走得更远，让更多的孩子和家庭受惠，创造更好的未来。”上海交通大学医学院附属新华医院小儿内分泌、遗传代谢病研究室主任、上海市儿童罕见病诊治中心主任顾学范教授指出：“新生儿疾病筛查作为公共卫生健康的手段之一，是保证一个国家新生儿人群未来健康的重要措施。新华医院儿研所从上世纪80年代开始首次在国内开始新生儿疾病筛查的研究，从苯丙酮尿症到先天性甲低再到四病筛查，随着检测技术的进步，从这个世纪初开始，我们也用上了串联质谱技术进行多种遗传代谢病筛查，随着技术的更新换代，我们的工作更加高效，能够筛查的病种也是越来越多，这样就造福了越来越多有出生缺陷问题的新生儿家庭，通过新生儿疾病筛查尽量减少了因为疾病带来的伤害和家庭经济负担。珀金埃尔默本次推出的新产品NeoBase2试剂盒在筛查病种上更加丰富了，这无疑是为我们未来的工作提供了更有力的工具。”据了解，肾上腺脑白质营养不良(x-linked adrenoleukodystrophy，ald)是x染色体上(xq28)abcd1(adenosine triphosphate-binding cassette d1)基因突变引起的过氧化物酶体功能异常而导致的脂代谢异常的罕见病，发病率1/21 000～1/15 500。临床主要表现为大脑白质进行性脱髓鞘病变和肾上腺皮质功能不全。该病有两种遗传方式：①常染色遗传，新生儿期发病，较为少见；②x连锁隐性遗传，儿童或青年期发病，主要以听觉和视觉功能损害、智能减退、行为异常、运动障碍为主要表现，预后差。如果在患儿出现临床症状之前早期诊断、积极干预，可提高患者生活质量，延长患者生命。已有临床研究证实，早期患者经造血干细胞移植后5年生存率高达95%，而未经造血干细胞移植的患者5年生存率只有54%。腺苷脱氨酶缺乏症ADA-SCID(ADAD)是由腺苷脱氨酶(ADA)缺陷引起的免疫缺陷病，可导致重症联合免疫缺陷病(SCID)，因为严重的复发性感染，在婴儿期通常是致命性的。如果在患儿出现临床症状之前早期筛查，则可实现早期诊断和早期干预治疗。已有的临床研究证实，患者在3.5个月内进行造血干细胞移植，可大大提高患者存活率。目前开展SCID新生儿筛查的方法以TREC分子检测为主，如将串联质谱技术与TREC分子检测相结合，可迅速指明是ADAD或其他类型的SCID，也更有利于检测晚发型ADAD(约占ADAD的~15%-20%)。珀金埃尔默大中华区诊断事业部总经理徐晔女士表示：“我们选择母亲节之际发布NeoBaseTM2串联质谱检测试剂盒，是希望给每个新生儿宝宝扫除成长路上的潜在风险，让宝宝们健康快乐的成长，更让妈妈们安心。我们期许在社会各界的努力下，在专家们的指引下，通过技术的进步造福更多的遗传代谢病患者。未来珀金埃尔默也将继续秉承为创建更健康的世界而持续创新的公司愿景和使命，坚持研发新的产品，为中国新筛事业贡献自己的力量。”

这种方法可以检测和定量合成类mRNA中大多数修饰的核苷。这不仅包括在体外转录过程中有意通过三磷酸盐引入的修饰，还包括商业化NTP原料变化引入的杂质，核苷被氧化产生的杂质等。该方法还能检测从帽结构释放的m7G或核糖甲基化修饰。使用LC-MS/MS，可以在核苷水平上分析mRNA，从而在单次运行中检测和量化数十种不同的修饰核苷。该方法可以很容易地对体外转录的NTP进行质量控制。溶液A：5mM醋酸铵缓冲液。乙酸调pH到5.3溶液B：乙腈。必须使用LC-MS级梯度条件：见下表样品制备用0.6U的核酸酶P1、0.2U的蛇毒磷酸二酯酶、0.2U的牛肠磷酸酶和10U的Benzonase核酸酶，在5mM Tris （pH8）和1mM氯化镁溶液中，37℃酶解2小时，将10μg的RNA酶切至核苷水平。另外，可以选择性地添加脱氨酶抑制剂，如喷司他汀（腺苷脱氨酶抑制剂，200ng）和四氢尿苷（胞苷脱氨酶抑制剂，500ng），以避免核苷降解。标样：腺苷或另一种主要核苷（C, U或G）色谱系统色谱柱：Synergi Fusion, 4μm, 80&angst 孔径, 250×2.0mm Phenomenex柱温：35℃流速：0.35mL/min检测器：UV 254nm仪器参数质谱仪：配备电喷雾离子源（ESI）的三重四极杆（QQQ）模式：正离子模式，dMRM（动态多反应监测）ESI参数：气体温度300℃，气体流量7L/min，雾化器压力60psi，鞘气温度400°C，鞘气流量12L/min，毛细管电压3000v，喷嘴电压0vQQQ参数：取决于必须检测的修饰核苷。建议对每台质谱仪的仪器参数（破碎器、碰撞能量、加速器电压）进行优化，以达到最佳灵敏度分析——相对定量用MS/MS法测定各修饰核苷的峰面积。修饰核苷的量用腺苷校正，以消除进样量不同带来的差异。为此，从254nm处记录的紫外色谱中获取腺苷的峰面积。通过在每个样品中加入同位素标记的标准物进行定量。A(MS mod)=修饰核苷酸的MS峰面积n(ISTD)=每个样品的内标量A(MS ISTD)=内标质谱峰的面积A(UV腺苷)=腺苷的峰面积或者，可以选择另一种主核苷（C、U或G）进行校正。例如，在酶促多聚腺苷酸化的情况下，它会导致未知或不同数量的腺苷。分析——绝对定量用MS/MS法测定各修饰核苷的峰面积。修饰核苷的量用腺苷校正，以消除进样量不同带来的差异。为此，从254nm处记录的紫外色谱中提取腺苷的峰面积。使用外部校准溶液进行绝对定量。准备浓度为0.1、0.5、1、5、10、50、100和500nM的校准溶液，用于MS/MS检测修正，每个修饰含有等量的内标。每种稀释液注入10μL，在1-5000fmol范围内进行校准。对于腺苷，准备浓度为0.1、1、10和100fmol的校准溶液。每种稀释液注入5μL，在0.5-500pmol范围内进行校准。响应因子对应于校准曲线线性拟合的斜率（峰面积对应于各自的量）。X(每个修主核苷的修饰量)=绝对定量，每个主核苷修饰量A(MS mod)=各自修饰的MS峰面积A(MS ISTD)=内标质谱峰的面积n(ISTD)=每个样品的内标量rf(MS mod/MS ISTD)=各自修饰物与内标物之比的响应因子A(UV腺苷)=腺苷的紫外峰面积RF(UV腺苷)=相应修饰的响应因子对于已定义的已知序列的mRNA：修饰核苷的数量可以归一化为RNA分子的数量。X(mod/RNA)=绝对定量，每个RNA分子的修饰量N(腺苷)=RNA序列中各自修饰的数目或者，可以选择另一种主核苷（C、U或G）进行归一化。防止在酶促聚腺苷酸化的情况下，导致未知数量的腺苷。参考文献：USP：Analytical Procedures for mRNA Vaccine Quality （Draft guidelines: 2nd Edition）

近年来，CRISPR被认为是最简单高效的基因编辑方式，也成为了生物技术发展史上进展最为迅猛的新兴技术之一。2022年6月，正值CRISPR发文十周年，Nature Biotechnology 同步发表了一篇名为《Knock-in on CRISPR' s door》的Reviw，梳理了10年来科学家们对CRISPR基因编辑技术不断探索突破的成果[1]。图1. 2022年6月Nature Biotechnology 发文基于CRISPR的基因疗法如火如荼基因治疗（Gene Therapy）是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的。基因治疗以其一次给药终生治愈遗传疾病的独特潜力让一切不可能变为有可能。截止今日，通过对clinicaltrials.gov检索，全球已有56项基于CRISPR的临床试验正在进行，中国就有21项，占到3成以上。目前大部分的基因疗法为体外疗法（ex vivo），即细胞在体外通过CRISPR编辑后再输注到体内发挥功能，常见疾病如肿瘤免疫疗法CAR-T，遗传性疾病如地中海贫血，镰刀状贫血症血红蛋白遗传病等在内的各种血液病。与之相对的即体内疗法（in vivo）则是直接将治疗基因递送到患者病患部位，从而治疗疾病，目前已在先天性黑蒙、遗传性甲状腺转淀粉样变性和遗传性血管性水肿等疾病表现出巨大潜力。图2. 全球CRISPR临床试验分布热点图图源：clinicaltrials.gov基因编辑的发展历程早期基因编辑--ZFN和TALEN基因编辑技术主要发展了三代，早期的两代基因编辑主要以ZFN和TALEN为主，这两种基因编辑技术相对简单，可以理解为“基因剪刀”——切割特定 DNA 序列的限制酶。但ZFN技术存在很明显的缺点，如容易脱靶，且可能产生一系列不可预测的基因突变，引发细胞毒性。TALEN技术的出现，在一定程度上优化了ZFN技术存在的脱靶问题，具有设计简单，特异性和活性更高的优点，因此成为基因功能研究和基因治疗研究中有力的工具。美中不足的是，由于TALEN针对不同靶点，每次都需重复构建融合蛋白，因此会造成一定的工作繁琐。第三代基因编辑--CRISPRCRISPR/Cas9是继ZFN、TALEN之后出现的第三代“基因组定点编辑技术”。CRISPR/Cas9 系统由两部分组成，分别是Cas9 蛋白和guide RNA（single-guide RNA，sgRNA）。Cas9蛋白具有解旋酶活性，可以将DNA链解旋，同时具有核酸内切酶活性，可以切割DNA链。其原理是核酸内切酶 Cas9 蛋白通过向导 RNA （guide RNA, gRNA）识别特定基因组位点，并对双链 DNA 进行切割造成 DSB后，通过HDR和NHEJ实现基因的定向敲除或插入。图3. CRISPR/Cas9 示意图[2]相比于传统的ZFN和TALEN技术，CRISPR/Cas9技术更为简单，只需要构建针对特定位点的sgRNA，而且效率也比前面几种技术更高，在疾病治疗研究中发挥越来越重要的作用。然而，CRISPR/Cas9系统仍然存在着一定的局限性，这种局限性主要体现在功能发挥时系统对DNA上PAM序列的依赖性以及切割时潜在的脱靶效应。因此科学家们在CRISPR/Cas9的基础上开发了更加高效且广谱的精准基因编辑工具—单碱基编辑技术BE（Base Editor）和精准基因编辑工具PE（Prime Editors）。单碱基编辑技术BE（Base Editor）单碱基编辑技术是一种基于脱氨酶与CRISPR/Cas9系统融合形成的技术。2016年哈佛大学David Liu实验室首次报道开发出CBE单碱基编辑工具，通过将SpCas9与胞嘧啶脱氨酶（cytidine deaminase, CyD, 如APOBEC1）融合，可以在一定的突变窗口内实现胞嘧啶（C）到胸腺嘧啶（T）的单碱基转换（图4）[3]。2017年10月底，该实验室进一步开发出ABE单碱基编辑工具，实现了从腺嘌呤（A）到鸟嘌呤（G）的精确转换（图5），为基因编辑提供了新的研究工具[4]。图4. CBE示意图[3]图5. ABE示意图[4]相比于CRISPR/Cas9技术，BE技术可以既不引入DNA双链断裂，又不需要重组修复模板，整体提高了编辑的安全性和精准性，而且其效率远远高于由发生DSB引起的HDR和NHEJ修复方式，对于许多点突变造成的遗传疾病具有很大的应用潜能。近年来，多个实验室也发表了类似的工具，并在这些工具的基础上进行了更为深入的改造与优化。邦耀生物科学家团队以不同单链DNA脱氨酶结构域与Cas9切口酶相结合为基础，开发全新一代的DNA碱基编辑工具—超高活性的HyCBEs和双碱基编辑器A&C-BEmax以及等多种碱基编辑新工具，提高了编辑活性并拓宽靶点范围，以实现更广泛、更精确的基因编辑，相关研究成果也发表在Nature Cell Biology、Nature biotechnology等国际著名期刊[5]。图6. 超高精度碱基编辑器HyCBE示意图图7. 双碱基编辑器示意图精准基因编辑工具PE（Prime Editors）2019年10月21日，哈佛大学David Liu实验室开发出了全新的精准基因编辑工具PE （Prime Editors）[6]，PE是以CRISPR/Cas9系统为基础，在两方面加以优化：1. pegRNA：pegRNA（prime editingguide RNA）是一段改造后的sgRNA，它在传统sgRNA的3' 末端增加了一段RNA序列。这个RNA序列包括一段引物结合位点（Primer-binding site, PBS），用于与被切割的目标DNA链互补；还包括一段进行逆转录的模板（RT template）的序列，它与切口下游的DNA序列同源，且在RT序列上存在有相应的编辑突变（如点突变或插入缺失突变）。图8. pegRNA的改造[4]2.融合蛋白：将nCas9（H840A）与M-MLV逆转录酶融合。图9. PE结构示意图[4]在pegRNA的引导下，融合蛋白会到达基因组上的目的序列，并对含PAM的靶DNA链进行切割（pegRNA的非互补链）。此后，PBS序列与被切割的目标DNA链互补配对，逆转录酶即从端口空缺处启示逆转录。逆转录产物（DNA）即包含我们所期待的编辑突变。这段逆转录DNA会入侵并进入基因组DNA，发生整合，并进行切口的修复。只要RT序列允许，那么就可以采用此原理完成碱基的点突变（任意转换或颠换）以及片段的插入和缺失。图10. PE原理示意图[4]相比于其它基因编辑工具（采用ZFN，TALEN，CRIPSR/Cas9等产生DSB进行HDR或NHEJ修复或通过base editing系统进行单碱基编辑），PE的优势在于可以在不依赖DSB的前提下，能够实现更精准的编辑，更广的试用范围。但同时相比CBE和ABE，PE的劣势也随之体现，编辑效率不如前者，并且产生随机Indels的可能也会随之提高。图11. PE与ABE、CBE的效率比较[6]最后，除了上述几种基因编辑工具以外，科学家们还发现了除Cas9外的Cas家族的其它一系列蛋白，如 Cas12、Cas13、CasX等。这些新的发现有望使基因疗法能够解决更广泛的遗传疾病，推动生物医学的基础研究和临床基因治疗研究。

生物技术重大发现的历史时间表。图片来源：韩国基础科学研究所　　科技创新世界潮韩国基础科学研究所（IBS）基因组工程中心研究人员开发了一种新的基因编辑平台，称为类转录激活因子效应相关脱氨酶（TALED）。TALED是能够在线粒体中进行A到G碱基转换的碱基编辑器。这一发现是长达数十年治愈人类遗传疾病之旅的结晶，而TALED，也被认为是基因编辑技术中最后缺失的一块拼图。研究成果发表在最新一期《细胞》杂志上。“基因剪刀”的魔力与缺憾从1968年第一个限制性内切酶的发现、1985年聚合酶链式反应的发明到2013年CRISPR介导的基因组编辑的示范，生物技术的每一个新突破发现都进一步提高了操纵DNA的能力。特别是，新近开发的CRISPR—Cas系统（“基因剪刀”）允许对活细胞进行全面的基因组编辑。这为通过编辑人类基因组中的突变来治疗以前无法治愈的遗传疾病开辟了新的可能性。虽然基因编辑在细胞的核基因组中取得了很大的成功，然而，科学家们在编辑拥有自己基因组的线粒体方面并不成功。线粒体，即所谓的“细胞的动力室”，是细胞中的微小细胞器，充当能量产生工厂。由于它是能量代谢的重要细胞器，如果基因发生突变，则会导致与能量代谢相关的严重遗传疾病。韩国IBS基因组工程中心主任金镇秀解释说：“由于线粒体DNA缺陷，出现了一些非常严重的遗传性疾病。例如，导致双眼突然失明的Leber遗传性视神经病变是由线粒体DNA中的简单单点突变引起的。”另一种线粒体基因相关疾病包括伴有乳酸性酸中毒和卒中样发作的线粒体脑肌病，它会缓慢破坏患者的大脑。一些研究甚至表明，线粒体DNA异常也可能是阿尔茨海默病和肌肉萎缩症等退行性疾病的原因。线粒体DNA可以编辑了线粒体基因组遗传自母系。线粒体DNA中有90个已知的致病点突变，总共影响至少5000人中的1人。由于向线粒体递送方法的限制，许多现有基因组编辑工具无法使用。例如，CRISPR—Cas平台不适用于编辑线粒体中的这些突变，因为引导RNA无法进入细胞器本身。另一个问题是缺乏这些线粒体疾病的动物模型。这是因为目前不可能设计出创建动物模型所需的线粒体突变。”金镇秀补充道，“缺乏动物模型使得开发和测试这些疾病的治疗方法变得非常困难。”因此，编辑线粒体DNA的可靠技术是基因组工程的前沿领域之一，为了征服所有已知的遗传疾病，必须探索这一前沿领域，世界上最优秀的科学家多年来一直在努力使其成为现实。2020年，由美国哈佛大学博德研究所和麻省理工学院刘如谦领导的研究团队创建了一种新的碱基编辑器，名为DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器，可从线粒体中的DNA进行C到T转换。这是通过创造一种称为碱基编辑的新基因编辑技术来实现的，该技术将单个核苷酸碱基转化为另一个碱基而不会破坏DNA。但是，这种技术也有其局限性。它不仅仅限于C到T转换，而且主要限于TC基序，使其成为有效的TC-TT转换器。这意味着它只能纠正90个已确认的致病性线粒体点突变中的9个，也就是10%。长期以来，线粒体DNA的A到G转换被认为是不可能的。研究第一作者赵兴义说：“我们开始思考克服这些限制的方法。因此，我们创建了一个名为TALED的新型基因编辑平台，可实现A到G的转换。我们的新碱基编辑器极大地扩展了线粒体基因组编辑的范围。这不仅可为建立疾病模型作出巨大贡献，还可为开发治疗方法作出巨大贡献。值得注意的是，其在人类mtDNA中能够进行A到G的转化可纠正90种已知致病性突变中的39种，约为43%。”研究人员通过融合三种不同的成分创造了TALED。第一个组分是转录激活子样效应子，它能够靶向DNA序列。第二个组分是TadA8e，一种用于促进A到G转化的腺嘌呤脱氨酶。第三个组分DddAtox，是一种使DNA更容易被TadA8e获取的胞嘧啶脱氨酶。TALED的一个有趣的方面是TadA8e在具有双链DNA的线粒体中执行A到G编辑的能力。这是一种神秘的现象，因为TadA8e是一种已知仅对单链DNA具有特异性的蛋白质。金镇秀说：“以前没有人想过使用TadA8e在线粒体中进行碱基编辑，因为它应该只对单链DNA具有特异性。正是这种跳出框框的思维方法真正帮助我们发明了TALED。”诺贝尔奖级别的成果研究人员推测，DddA tox允许通过瞬时解开双链来访问双链DNA。这个转瞬即逝的临时时间窗口允许TadA8e作为一种超快作用的酶，快速进行必要的编辑。除了调整TALED的组件外，研究人员还开发了一种能够同时进行A到G和C到T碱基编辑以及仅进行A到G碱基编辑的技术。研究团队通过创建包含所需mtDNA编辑的单个细胞衍生克隆来展示这项新技术。他们发现TALED既不具有细胞毒性，也不会导致mtDNA不稳定。此外，核DNA中没有不良的脱靶编辑，mtDNA中的脱靶效应也很少。研究人员现在的目标是通过提高编辑效率和特异性来进一步改善TALED，最终为纠正胚胎、胎儿、新生儿或成年患者中的致病mtDNA突变铺平道路。研究团队还专注于开发适用于叶绿体DNA中A到G碱基编辑的TALED，叶绿体DNA编码植物光合作用中的必需基因。基础科学研究所科学传播者苏威廉称赞道：“我相信这一发现的意义可与2014年获得诺贝尔奖的蓝色LED的发明相媲美。就像蓝色LED是让我们拥有高能效白光LED光源的最后一块拼图一样，预计TALED将迎来基因组工程的新时代。”

加拿大多伦多大学的研究人员发现，一个被忽视的名为FAM72A的基因在抗体的形成过程中起着重要作用，它通过激活诱导脱氨酶（AID）促进了高质量抗体的产生，有助于免疫系统识别和对抗新冠病毒、细菌和其他导致传染病的病毒。研究结果当地时间24日发表在《自然》杂志上。　　免疫学家早在二十年前就已知道，AID对于产生能够清除感染的抗体是必不可少的，但其作用的全部机制仍不清楚。此次，研究人员解决了这个问题，发现FAM72A帮助AID促进抗体基因的突变。　　AID可以控制人体免疫系统生成抗体。而抗体基因的突变在很大程度上是通过AID驱动的机制展开的，称为体细胞超突变和类别转换重组，这两种机制都有助于抗体获得对抗广泛病原体所需的多样性和效力。　　这一结果有助于更广泛地了解抗体的发展，多伦多大学医学院免疫学教授阿尔贝托马丁表示，FAM72A也对癌症有影响。产生抗体的B细胞不受控制的突变与B细胞淋巴瘤有关，FAM72A在其他癌症中水平非常高，如胃肠癌、乳腺癌、肺癌、肝癌和卵巢癌。数据显示，高水平的FAM72A促进了抗体基因的突变，因此，FAM72A水平的提高可能会通过增加突变来刺激癌症的发展、进展或抗药性。　　研究团队还发现，与其它哺乳动物不同的是，人类有4个FAM72A基因版本，它们在癌症和抗体产生中的作用尚不清楚。

Part 1研究背景RNA的A-to-I编辑是一种普遍发生于细胞中的转录后修饰。在RNA上，依赖腺苷脱氨酶（ADAR）介导的腺苷脱氨作用可以通过引导RNA和外源性ADAR酶实现对RNA特定位点的A-to-I编辑，从而通过纠正突变的RNA来实现疾病治疗。然而，外源性ADAR融合蛋白的异位表达会增加脱靶编辑的风险，故利用内源性ADAR蛋白的A-to-I的编辑策略更有发展前景。Part 2研究内容2023年北京大学药学院汤新景教授开发出一种新颖且便捷的光触发位点特异性RNA编辑系统，并将研究成果发表在Cell Chemical Biology上。为了开发内源性ADAR蛋白的A-to-I可控的编辑策略，作者设计了一种末端有胆固醇修饰的反义寡核苷酸（3’-笼式arASO）：由一段2’-OMe修饰的可编程反义域、用于与靶mRNA杂交的硫代磷酸修饰的3’端和位于5’端的用于招募ADAR蛋白的工程化GluR2 R/G基序组成，这种设计能通过招募内源性的ADAR蛋白来实现位点特异性的RNA A-to-I编辑。并且，作者通过2D细胞和3D肿瘤球的实验验证了3’-笼式arASO在的光触发A-to-I编辑能力。图1：3’-笼式arASO编辑UAG终止密码子，启动EGFP表达Part 3MST技术应用为了研究3’-笼式arASO抑制位点特异性的机制，作者使用MST技术检测了3’-笼式arASO与蛋白和核酸的互作：ADAR1-p150是主要的RNA单碱基编辑器。MST技术确定了3’-笼式arASO与ADAR1-p150的结合亲和力与arASO与ADAR1-p150蛋白的亲和力接近，表明胆固醇修饰并不会对其在5’端的ADAR-招募结构域造成明显影响。图2：MST技术检测ADAR1-p150与3’-笼式arASO/arASO亲和力MST技术检测3’-笼式arASO与不配对的腺苷的单链靶RNA（ssRNA）的结合亲和力检测结果表明，3’-笼式arASO在没有光刺激的情况下与ssRNA（AC错配）的结合亲和力比其阳性对照的结合亲和力低17.4倍，但在给予光照后，其亲和力恢复到与阳性对照组相当的水平（左图）。这表明，在3’-笼式arASO的反义结合域3’端的胆固醇修饰阻断了其与ssRNA（AC错配）的结合。而胆固醇修饰对arASO与完全配对的ssRNA的结合亲和力没有影响（右图）。图3：MST技术检测结果说明胆固醇修饰阻断了3’-笼式arASO与靶RNA的结合从而抑制其位点特异性编辑。https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2023.05.006IF: 8.6 Q1Part 4技术优势MST技术可应用于不同样品类型的亲和力检测，不论是蛋白和核酸，还是核酸和核酸。此外，亲和力检测时无需固定，即使核酸的极性较强，也不会出现黏附等问题。MST亲和力检测时间短，只需要10min即可完成，无需担心核酸降解。

7月28日，来自中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所李轩研究组、上海巴斯德研究所郝沛研究组以及密歇根州立大学王红兵教授，在国际著名遗传学期刊《PLOS Genetics》发表一项合作研究，题为“The Landscape of A-to-I RNA Editome Is Shaped by Both Positive and Purifying Selection”。这项研究通过对多生物物种RNA编辑事件的系统发现和分析，首次揭示了RNA编辑表观遗传学位点的系统进化规律，以及其在动物神经功能和神经发育中发挥的主要作用。 自从20年前第一次被发现以来，RNA编辑已经成为多种生命形式的遗传编码变异的重要来源。RNA编辑的一个突出机制是，前体mRNA分子中腺苷的去氨基。脱氨基的事件，即A-to-I编辑，将特殊的腺苷（A）转换为肌苷（I）。在翻译中，肌苷被解码为鸟苷（G），从而导致密码子的变化，往往会引起蛋白质产物中的氨基酸替换。除了遗传再编码，A-to-I编辑已知也影响可变剪接，修改microRNA，和改变microRNA靶位点。A-to-I RNA编辑机械的主要组成部分，是作用于RNA（ADAR）家族酶的所谓的腺苷脱氨酶，ADAR酶作用于底物分子内的双链RNA（dsRNA）。关于底物靶向和编辑活性调节的细节，还是较少的；但是，有证据表明A-to-I编辑是共转录的，并且ADAR靶位点倾向于某些非随机的序列模式，并且很大程度上依赖于双链RNA的三级结构。 A-to-I RNA编辑生成的遗传变异，可扩展转录组的多样性和复杂性，它作为一个重要的机制可帮助支持关键的生物学功能。由于ADAR突变而缺乏A-to-I RNA编辑的动物模型，可导致小鼠胚胎或出生后致死，或在果蝇中显示神经缺陷。以前的研究在人类、小鼠、猴和果蝇中记录了许多A-to-I编辑靶基因。报道的编辑靶标情况，包括神经受体、离子转运蛋白和免疫反应受体。虽然多年来，科学家们都知道某些关键基因上A-to-I RNA编辑的例子，但是从进化的角度看，A-to-I编辑如何使转录组和蛋白质组多样化，以及到了何种程度，还是完全没有表征的。我们对于RNA编辑本身在进化中如何受到选择性力量的限制，还知之甚少。关于A-to-I RNA编辑提供的适应潜能，有各种不同的观点。 新一代测序技术和Model Organism ENCyclopedia Of DNA Elements (modENCODE)项目，成为模式生物的一种前所未有的资源，像果蝇和秀丽隐杆线虫，使得我们能够进行多基因组规模分析，以比较进化中的RNA编辑模式。 为了探讨RNA编辑的全景以及表征进化过程中施加在A-to-I编辑上的选择性限制，该研究小组基于modENCODE资源构建了一项研究，涉及这七种果蝇，它们有相应的参考基因组和转录组测序数据可用。该研究还补充了来自其他资源的数据，包括NCBI Sequence Read Archive (SRA)、NCBI Gene Expression Omnibus (GEO)、FlyBase和FlySNPdb数据库。 利用果蝇属作为一个模型系统——其代表了大约4500万年的进化时间，研究人员共确定了9281个A-to-I RNA编辑事件。通过与前人的研究成果，以及来自果蝇组织/发育样本或ADAR突变体的数据进行比较，并进行大规模阵列为基础的验证性实验，研究人员验证了这些事件。 通过系统发育分析，研究人员基于编辑位点的保守性，将A-to-I RNA编辑事件归类为三种不同类型。第一类位点发生在单基因家族基因上 第二类发生在多基因家族基因上，但位点不保守 第三类发生在多基因家族基因上，且位点保守。对这三类位点及其基因进行选择分析发现，第一和第二类位点均受到纯化选择(负选择)影响，而只有第三类位点受到正选择压力。重要的是，发现第三类位点高度富集于神经系统的元件和功能中。通过对这三类编辑位点进行不同组织、不同发育时期以及动物变态发育过程中的分布及变化分析，第一次发现了A-to-I RNA编辑在动物发育、交配(mating)等生理过程中动态变化的证据，进一步支持了三类不同编辑位点的重要功能。这些结果都指向神经系统功能，说明了RNA编辑表观遗传作用的适应性主要通过神经系统功能实现。神经系统功能是检验有益RNA编辑位点主要标准。以上发现，揭示了由RNA编辑表观遗传机制引入的编码可塑性，而产生一类新的二分变异。在二倍体有性生殖系统中，它是维持基因表达杂合性的一个重要机制，对克服等位杂合子分离有不可替代的优势。

基因编辑已经被越来越广泛的用于生物学的研究和应用当中，例如合成生物学，基因治疗，药物靶点发现，mRNA剪接，蛋白定向进化等等。我们在使用各种各样的基因编辑工具时，不禁感叹这些工具是多么的精巧绝伦。但科研人员发现基因编辑工具，改进这些工具的功能、效率并非易事。高效、精准、便捷的基因编辑工具，一直是人们梦寐以求的科研神器。我们熟知的CRISPR系统，最常听到、见到的是Cas9蛋白，但Cas蛋白并不是只有Cas9，下图中为Cas蛋白的分类。Cas蛋白功能分类图[1]在如此多的Cas蛋白中，发现如Cas9、Cas12a、Cas13a等可以作为基因编辑工具的，可谓凤毛麟角，少之又少。从1987年报道CRISPR重复序列，到2002年发现Cas4基因具有核酸外切酶功能，直到2012年发现Cas9可以通过RNA介导控制基因组编辑，历经20余年。在CRISPR风靡全球后，对于该系统的开发并未停止，技术大牛们又开发出： 基于CRISPR系统，通过sgRNA介导突变后不具有切割活性的Cas9蛋白（dCas9）对于基因表达进行激活或抑制的CRISPRa和CRISPRi技术； 将失去催化活性的Cas蛋白（dCas）或只有切割一条链活性的Cas蛋白（nCas）和可作用于单链DNA的脱氨酶进行融合，实现对靶点碱基替换的胞嘧啶碱基编辑器（CBE）和腺嘌呤碱基编辑器（ABE）[2]；工欲善其事，必先利其器。对于基因编辑而言，需要基因编辑工具这个金刚钻。对于基因编辑工具的开发，更需要一把“利器”。Beckman可以为科研工作者提供基因编辑技术与工具开发的整套解决方案。

在非小细胞肺癌(NSCLC)靶向治疗过程中，有可能会出现获得性耐药的问题。虽然目前已经发现了许多获得性耐药的驱动因素，但在治疗过程中导致肿瘤进化的潜在分子机制还不完全了解，治疗在多大程度上通过促进突变过程积极推动肿瘤的发展尚不明确。因此来自美国马萨诸塞州总医院的Hideko Isozaki和Ammal Abbasi等科学家发表了一篇名为《APOBEC3A drives acquired resistance to targeted therapies in non-small cell lung cancer》的文章，文中作者研究了在NSCLC靶向治疗期间，是否有特定的突变机制驱动肺癌的基因组进化。结果表明靶向治疗诱导胞苷脱氨酶APOBEC3A (A3A)突变可能促进非小细胞肺癌获得性耐药的发展。作者在研究中发现，临床常用的肺癌靶向治疗诱导A3A的表达，导致耐药癌细胞持续发生突变。诱导A3A可以促进了药物治疗细胞中双链DNA断裂(DSBs) 的形成，从而导致耐药细胞进化过程中的染色体不稳定性，如拷贝数改变和结构变异。通过基因缺失或RNAi介导的抑制来预防治疗诱导的A3A突变可以延缓耐药的出现。因此，靶向治疗诱导A3A突变可能促进非小细胞肺癌获得性耐药的发展。抑制A3A的表达或酶活性可能是一种潜在的治疗策略，以预防或延迟获得性耐药的肺癌靶向治疗。因此靶向治疗诱导A3A突变可能促进非小细胞肺癌获得性耐药的发展。抑制A3A的表达或酶活性可能是一种潜在的治疗策略，以预防或延迟获得性耐药的肺癌靶向治疗。在DNA双链损伤形成时,H2AX的Ser139 位点会被迅速磷酸化,从而形成γH2AX，γH2AX可以作为双链修复的标志物。文章中作者通过免疫荧光技术，利用ECHO Revolve正倒置一体荧光显微镜进行免疫荧光观察。在奥希替尼治疗2周后，我们观察到PC9细胞中组蛋白变体H2AX的Ser139磷酸化水平升高（图1），说明TKI诱导的A3A突变导致基因组不稳定，促进耐药克隆的进化。将γH2AX映射到TKI处理的PC9细胞的细胞周期分布上显示，γH2AX最显著地定位于一个恢复细胞分裂并处于G2期的细胞亚群（图2），因此，TKI治疗诱导增殖耐药细胞中A3A催化的基因组损伤。▲图1：用1 μM奥希替尼处理PC9细胞0或14天，用γH2AX染色以量化DNA损伤。NT，没有处理；比例尺= 70μm。▲图2：左图是用1 μM奥希替尼处理PC9细胞14天，用EdU/DAPI染色以分辨细胞周期，代表G1、S、G2细胞 比例尺= 10 μm。右图是EdU细胞周期试验的散点图，用γH2AX定量DNA损伤。NT：未处理。作者的研究结果表明，TKI治疗后APOBEC突变信号的获取可能指示了耐药克隆的进化路径，并提供了一种新的机制，通过该机制，靶向治疗可能在治疗期间无意中增加了癌细胞的适应性突变。因此，阻止A3A的表达或酶活性可能是一种潜在的治疗策略，以预防或延迟获得性耐药的肺癌靶向治疗。参考文献：H Isozaki, Abbasi A , Nikpour N , et al. APOBEC3A drives acquired resistance to targeted therapies in non-small cell lung cancer. 2021.DOI:10.1101/2021.01.20.426852Revolve Gen 2正倒置一体电动荧光显微镜新一代Revolve正倒置一体电动荧光显微镜，拥有流行的触屏操控方式，配备智能荧光成像系统，将Z-Stacking全景深成像和DHR数字处理功能有机联合，提升分辨率告别照片模糊，为您打造全新的成像体验。

根据《中华人民共和国食品安全法》规定，审评机构组织专家对假肠膜明串珠菌申请新食品原料、聚天冬氨酸钾等16种物质申请食品添加剂新品种、环己胺封端的1,1'-亚甲基二（4-异氰酸基环己烷）均聚物等11种物质申请食品相关产品新品种的安全性评估材料进行审查并通过。特此公告。附件： 假肠膜明串珠菌等28种“三新食品”的公告文本.pdf国家卫生健康委2023年2月7日附件 1新食品原料假肠膜明串珠菌 假肠膜明串珠菌中文名称假肠膜明串珠菌拉丁名称Leuconostoc pseudomesenteroides其他需要说 明的情况1. 批准列入《可用于食品的菌种名单》，使用 范围包括发酵乳、风味发酵乳、干酪、发酵 型含乳饮料和乳酸菌饮料 ( 非固体饮料)，不包括婴幼儿食品。2. 食品安全指标须符合以下规定：铅(Pb，干基计)，mg/kg ≤1总砷(As，干基计)，mg/kg ≤1.5沙门氏菌，/25 g ( mL)0金黄色葡萄球菌，/25 g ( mL)0单核细胞增生李斯特氏菌，/25 g ( mL)0附件 2 聚天冬氨酸钾等 16 种食品添加剂新品种一、食品添加剂新品种序号名称功能食品分类号食品名称最大使用量 (g/L )备注1聚天冬氨酸钾PotassiumPolyaspartate稳定剂和凝固剂15.03.01葡萄酒0.3—二、食品工业用酶制剂新品种序号酶来源供体1氨基肽酶Aminopeptidase米曲霉 Aspergillus oryzae米曲霉 Aspergillus oryzae2蛋白酶 Protease李氏木霉 Trichoderma reesei樟绒枝霉 Malbranchea sulfurea3磷脂酶 A2Phospholipase A2李氏木霉 Trichoderma reesei烟曲霉Aspergillusfumigatus4麦芽糖淀粉酶 Maltogenic amylase酿酒酵母Saccharomycescerevisiae嗜热脂解地芽孢杆菌Geobacillusstearothermophilus5木聚糖酶 Xylanase地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis地衣芽孢杆菌 Bacillus licheniformis6乳糖酶 (β-半乳糖苷 酶 ) Lactase(beta-galactosidase )Papiliotrematerrestris—7羧肽酶Carboxypeptidase米曲霉 Aspergillus oryzae米曲霉 Aspergillus oryzae8脱氨酶 Deaminase米曲霉 Aspergillus oryzae—三、食品用香料新品种序 号名称功能食品分类号食品名称最大使用量备 注12- 己基吡啶 2-Hexylpyridine食品用香料—配制成食品用香精应用于各类食品中( GB 2760-2014 表 B. 1食品类别除外)按生产需要适量使用—

分享：基因编辑技术能否有助于将细胞疗法用于治疗实体瘤？珀金埃尔默旗下Horizon Discovery的乔纳森弗兰普顿 (Jonathan Frampton) 在给Laboratory News的一篇撰文中，介绍了如何利用碱基编辑技术来降低当前昂贵的治疗成本，使其成为治疗癌症的主流方法。开发同种异体细胞疗法还需解决一些挑战，包括如何避免破坏患者的免疫系统。目前有两种有效的细胞疗法能治疗“液体肿瘤”（白血病和淋巴瘤）。诺华研发的Kymriah和吉利德科学研发的Yescarta两种药物使用的细胞均属于嵌合抗原受体(CAR) T细胞——两者最初均表现出高反应率，这种高反应率会在部分患者中形成持久的临床反应。虽然这些疗法的前期效果良好，但如何让下一代细胞疗法能够有效治疗实体瘤，仍面临不少问题。2019年，美国新增约176,000名液体肿瘤患者，而实体瘤新增患者约为160万（几乎增长10倍）。此外，由于Kymriah和Yescarta 均属于自体疗法（使用患者体内的细胞用于药物生产），这种个体的治疗成本很高，分别为475,000美元（Kymriah）和373,000美元（Yescarta），这远远超出了大众可以承受的医疗预算范围。相比之下，如使用一般抗癌药物，患者每月的花费约为10,000 美元。这种情况下，需要作出哪些改变，才能让细胞疗法成为治疗癌症的主要方法呢？基因编辑技术—能否将细胞疗法用于治疗实体瘤？尽管细胞疗法是一种复杂的癌症治疗形式，但它可以直接靶向液体肿瘤。细胞疗法可以通过血液进入白血病和淋巴瘤细胞，从而不需要靶向特定的组织或器官，也无需在杂乱无章的毛细血管网络中进行导航以及长时间驻留在免疫抑制和缺氧的实体瘤微环境中。人们普遍认为，需要进一步完善细胞疗法才能应对和克服这些挑战，从而提高患者的生存率。 避免出现脱靶染色体易位要增加存活率、增殖率和持久性，需要精确调节治疗细胞，这可能涉及对多个基因进行编辑。虽然普遍使用的基因编辑器CRISPR-Cas 在改变单个遗传信息时具有很强的稳健性，但这一过程会使得DNA双链产生断裂 (DSB) ，导致细胞出现脱靶染色体易位。借助单编辑或双编辑技术，在正确的指引和谨慎使用下，就很少会出现遗传信息的改变；不过，如需要编辑多个基因，产生染色体易位和其他遗传畸变的风险就会增加，这种风险可能会引起致癌细胞的产生，对于患者来说这无疑是一种潜在的灾难。在需要对一个或两个基因进行编辑，如果可以精确地识别出用于患者治疗的已编辑过细胞，就可避免易位现象。然而，当需要编辑的细胞较多时，很难精确识别已编辑细胞，进而导致致癌易位风险的增加。碱基编辑器：避免出现双链断裂碱基编辑作为基因编辑领域一项相对较新的技术，正在受到人们的关注。碱基编辑器可以在不使用核酸酶来导入DNA 双链断裂的情况下，持续高效地在原代细胞中进行基因编辑。利用碱基编辑在DNA中形成一个缺口（或单链断裂）并借助脱氨酶改变特定的碱基对，这样就可以通过在早期编码外显子中引入终止密码子来实现高效的基因敲除。未来几年，碱基编辑会对细胞疗法的发展产生更明显的影响，尤其是对同种异体细胞、非自体细胞治疗的发展的影响。通用型同种异体细胞疗法？借助同种异体细胞疗法，可以将健康供体转换为通用型治疗细胞，可以大规模生产治疗细胞并集中储存，在治疗需要时可以随时获取。但要开发同种异体细胞疗法会面临一些挑战，包括如何才能避免破坏患者的免疫系统。为了克服这个问题，就必须改造现行的同种异体细胞疗法，使其具有隐身模式，在这种模式下，患者的免疫系统将它视为“自我”的一部分。要开发出这样的细胞，需要修改多个基因，而且这些基因很可能会被敲除。碱基编辑器将在编辑多个基因方面发挥关键作用，这样能够在不使用免疫抑制药物的情况下，延长同种异体治疗细胞在患者体内的存活时间。同种异体细胞疗法的供应链简单、易大规模生产，成本上比自体细胞疗法更低。相关医疗经济研究结果表明，如果能够实现规模经济，同种异体细胞疗法的费用可以降到每剂7500美元，毫无疑问这将有助于进一步推广细胞疗法，使其成为主流疗法。推广细胞疗法持久临床反应的高效细胞疗法是另一个可以实现的目标。它需要将免疫细胞的疗法在治疗液体肿瘤中的成功经验转应用于治疗实体瘤，它需要修改免疫细胞，使其能够适应更为复杂的实体瘤微环境，同时降低此类疗法的成本。这两个目标都可以通过应用高效的基因编辑技术开发同种异体细胞疗法来实现。目前人们正利用CRISPR-Cas进行细胞开发，随着安全性不断提高，未来的同种异体细胞疗法利用碱基编辑器来改变基因信息，将为真正的细胞疗法治疗肿瘤带来雨霖。作者: Jonathan Frampton，珀金埃尔默旗下Horizon Discovery业务发展合伙人（Corporate Development Partner）

食管鳞癌的发病率在不同地区间差异巨大【1】 ，过去认为不同地区间的生活习惯特征及环境因素差异可能是食管鳞癌的相关风险因素【2】 ，但这些因素均不足以解释食管鳞癌的发病率差异【3】 ，亟需探索其背后的机制及原因。2021年10月18日，英国Wellcome Sanger Institute的Michael R. Stratton教授研究组在Nature Genetics上发表题为Mutational signatures in esophageal squamous cell carcinoma from eight countries with varying incidence的研究论文，基于来自8个国家的552例大队列食管鳞癌患者的血液样本，采用全基因组测序系统揭示了食管鳞癌的突变谱。结果表明，食管鳞癌突变谱在多个国家中较为相似。有趣的是，虽然吸烟、酒精等危险因素表现出特异的突变指纹，但对整体突变负荷影响较小。相反，作者发现APOBEC相关突变约占整体突变负荷的四分之一，可能是食管鳞癌发生发展的潜在重要因素。在这项研究中，研究者采集了来自巴西、中国、伊朗、日本、肯尼亚、马拉维、坦桑尼亚、英国的552例食管鳞癌患者的血液样本，并利用全基因组测序全面表征其突变谱。整体上来说，突变负荷存在一定异质性，其中单碱基突变（single-base substitution，SBS）范围为1191至62240（中位：10709），双碱基突变（doublet-base substitutions，DBS）范围为2至260（中位：35），插入/缺失（indel, ID）突变范围为27至64358（中位：753）。重要的是，排除超突变等离群值后，不同国家之间的突变特征差异较小。研究者进一步利用SigProfilerExtractor算法提取了de novo突变指纹，其中大部分可在Catalogue of Somatic Mutations in Cancer (COSMIC) 【4】 中找到参考。有趣的是，6条COSMIC参考指纹可解释80%的食管鳞癌突变负荷（包括SBS1、SBS2、SBS5、SBS13、SBS18、SBS40）。其中，SBS2和SBS13可能与APOBEC胞嘧啶脱氨酶家族活性有关，并存在于大多数样本中（88%和91%），且约占整体突变负荷的25%，表明APOBEC可能与食管鳞癌的发生发展密切相关。研究者深入探索了APOBEC相关突变是否是克隆性的，发现APOBEC更常见于亚克隆。为了探索食管鳞癌的驱动突变，研究者共鉴定了38个基因，包括已知的食管鳞癌驱动程序（例如TP53、CDKN2A、PIK3CA、NFE2L2、NOTCH1）。其中，最常见的突变基因是TP53（占比91%）。在饮酒者及对照的TP53精细分析表明，饮酒与SBS16特征谱的突变富集有关。研究者进一步探索了突变负荷和已知食管鳞癌风险因素的关联。回归分析表明，吸烟与DBS2、ID3和de novo单碱基突变SBS288I有关，饮酒和SBS16 和 ID11相关。研究者进一步分析了APOBEC和食管鳞癌风险因素之间的关联。结果表明，常见风险因素如吸烟、酒精等与APOBEC无显著关联。此外，研究者还分析了食管鳞癌和胚系突变的关联，发现APOBEC3区域的30-kb缺失、酒精代谢酶ALDH2胚系突变、BRCA2胚系突变有一定相关性。综上，这项工作基于大样本、多队列的全基因组测序，相对全面地覆盖了不同发病率、不同危险因素偏好的食管鳞癌人群，揭示了APOBEC 驱动突变是大多数食管鳞癌发生发展的重要因素。重要的是，这项工作表明，不同地区间的食管鳞癌发病率差异不能被吸烟饮酒等危险因素相关的基因突变所解释，而APOBEC的突变情况才是关键因素。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41588-021-00928-6

科学是一个移动的标靶。在这个岁末，除了回顾这一年的成就，美国《科学》杂志的编辑们还“冒险”赌了一把在未来几个月可能会成为新闻的科学进展。北极海冰随着全球变暖，研究北极海冰萎缩对全球气候带来的深远影响变得越来越重要。由于辽阔的海洋能够从太阳那里吸收更多的热量，海冰的减少已知能够扩大该地区的受热面积。但是北极变暖对于低纬度地区的气候将造成什么样的影响——及其是否对过去10年中的一些极端气候现象（从亚洲的季风到欧洲的寒冬）负有责任—— 一直是人们热议的一个话题。确定大气环流复杂动力学中的长距离关联绝对不是一件轻松的任务。2014年，科学家提出了几个观测模式，包括大型的罗斯贝波和极地急流。2015年，科学家希望能够努力确定北极变暖如何对几千公里以南地区的天气产生影响。太阳系中的相遇2014年是一个彗星年。但2015年则很有可能是一个矮行星年。明年3月，美国宇航局（NASA）的“黎明”号探测器将飞抵谷神星，后者是小行星带中最大的天体，同时蕴藏着惊人数量的冰。而在4个月后，NASA的“新视野”号探测器将于7月快速掠过冥王星，两者将进行一次短暂而意义非凡的相遇。这两颗冰冻的天体是同一类行星的“双胞胎”。在2006年，国际天文联合会将谷神星从一颗小行星升级为一颗矮行星；而把冥王星从一颗行星降级为一颗矮行星。一些科学家之前曾提出，这两颗天体都是在冰冷的彗星物质于太阳系外围空间碰撞集结的过程中形成的，并且随后被安置在不同的地方，这或许是由于木星的引力“恶作剧”牵引所致。而NASA的这两项空间任务对于梳理此类天体的起源将大有帮助。LHC重启明年春季，位于瑞士日内瓦附近的欧洲粒子物理学实验室中的欧洲核子研究委员会（CERN）的大型强子对撞机（LHC）将在为期两年的整修后重新启动。2012年7月，LHC迸发出希格斯玻色子，后者是物理学家关于已知粒子标准模型的最后一块拼图。但是一些研究人员认为，如果基于加速器的粒子物理学是有希望的，则巨大的机器将能够发现一些超越可靠的标准模型的东西。如今，LHC将进行另一项尝试，即把运行能量调整到首次运行的两倍。接下来，人们将看到LHC最终能否达到其设计运行能量，同时在未来的几年中，这台加速器能否发现新的未知粒子。联合免疫疗法随着临床研究人员积累的证据越来越多，作为《科学》杂志评出的2013年重要突破之一，癌症免疫疗法正在表现出对抗肿瘤的巨大潜力。目前的一个最大焦点便是将多种疗法混合搭配：例如，整合两种新的免疫疗法，或是将一种免疫疗法与一种靶向药物、放射疗法或化学疗法相结合。几十种临床试验正在进行当中——从最近批准的免疫疗法药物依普利姆玛与另一种减缓血管生长的疗法相结合治疗黑色素瘤的一期研究，到测试依普利姆玛与化学疗法相结合是否优于单独依靠化学疗法治疗肺癌的三期临床试验。这些研究结果将使肿瘤学家更容易找到与癌症病人相匹配的治疗方法。但新疗法的潜在毒性依然是一个值得关注的问题。hz-2913R EIF5 真核翻译起始因子5抗体hz-3839R 4EBP2 eIF4E结合蛋白2抗体hz-1440R Cytokeratin 5/CK5 细胞角蛋白5抗体hz-1126R 5-HT 5-羟色胺抗体hz-1597R HRPT2/CDC73/Parafibromin 甲状旁腺功能亢进蛋白2抗体（细胞分裂周期73）hz-1124R 5-HTR1A 5-羟色胺受体1A抗体hz-1663R THOC2 转录因子THOC2抗体hz-1665R VEGF 血管内皮生长因子抗体hz-1677R DNA Ligase IV/LIG4 DNA连接酶4抗体hz-1125R 5-HTR1B 5-羟色胺受体1B抗体hz-1892R 5-HTR2B 5-羟色胺受体2B抗体hz-1056R 5-HTR2A 5-羟色胺受体2A抗体hz-1893R 5-HTT 5-羟色胺转运蛋白抗体hz-2126R 5-HTR3 5-羟色胺受体3抗体hz-2127R 5-HTR4 5-羟色胺受体4抗体hz-0526R 5 lipoxygenase/ALOX5 5-脂氧合酶抗体hz-3251R Phospho-5-Lipoxygenase(Ser271) 磷酸化5-脂氧合酶抗体hz-3252R Phospho-5-Lipoxygenase(Ser663) 磷酸化5-脂氧合酶抗体hz-3874R ALOX12/12 Lipoxygenase 12脂氧合酶抗体hz-2036R Penicillin G 青霉素G抗体hz-1278R 8-OHdG 8-羟基脱氧鸟苷抗体hz-2053R RYBP/APAP1/CD337 凋亡相关蛋白1抗体hz-2054R Nkx2.5/Cardiac-specific homeobox 1 心脏特异性同源盒转录因子NKX2.5抗体hz-4235R ADORA1 腺苷A1A受体抗体hz-2077R AMP deaminase 1 腺苷单磷酸脱氨酶1抗体hz-1456R A2AR/Adenosine A2a receptor 腺苷A2A受体抗体hz-0094R AACT-Alpha1/A1ACT α-1抗胰糜蛋白酶抗体hz-1507R AAK1 AP2关联激酶1抗体hz-2123R Cyp2-j3 细胞色素P450Ⅱj3抗体hz-2128R OST-beta 有机溶质转运蛋白OSTβ抗体hz-3914R AANAT 芳香胺N-乙酰化转移酶抗体hz-2133R AT2R2 血管紧张素Ⅱ受体2抗体hz-2137R Influenza A virus (Duck) 鸭流感病毒抗体hz-2150R TNF-alpha 肿瘤坏死因子-α抗体hz-1603R AARS2 丙氨酰tRNA合成酶2抗体hz-2185R TDRD9/HIG1 缺氧诱导蛋白HIG1抗体hz-2257R SIRT1/sirtuin 1 沉默调节蛋白1抗体hz-2321R Spindly/CCDC99 亚砷盐相关蛋白抗体hz-2354R TBX-5 转录因子Tbx5抗体hz-0096R AAT/Tryptase α-1抗胰蛋白酶抗体hz-1510R AATK AATK细胞凋亡关联酪氨酸激酶抗体hz-2451R NMP-22 核基质蛋白22hz-1229R AATF 拮抗凋亡转录因子抗体hz-1627R ABCA1/ABC1 腺苷三磷酸结合盒转运体A1抗体hz-1761R ABCD1/CCL22 嗜酸粒细胞趋化蛋白22抗体

癌症突变具有不同特征 　　尽管所有癌症都被认为是由体细胞突变(身体中除生殖细胞以外的任何细胞的突变)造成的，但我们对所涉及的突变过程相对来说却知之甚少。这项研究分析了来自超过7000例癌症的近500万种突变，发现了超过20个与癌症相关的不同突变特征。这些特征中有些存在于很多癌症中，其中一个特征属于APOBEC家族的胞苷脱氨酶，而其他特征则是个别肿瘤类型特有的。有些特征与年龄、已知诱变因素或DNA维护中的缺陷有关，但很多的来源却很神秘。这些发现对于了解癌症病因、预防和治疗有潜在意义。 　　研究证实植物能用电传递受伤信号 　　动物通过神经系统对受伤快速作出反应。本杂志1992年发表的一篇论文提出了当时有争议的观点：植物也利用远距离电信号对受伤作出反应。此后人们已经清楚有些植物用电信号来控制它们的运动，尽管这一现象背后的基因并不知道。现在有了可靠实验和遗传证据来支持早先关于伤口信号作用的发现，同时说明与介导脊椎动物突触传递的谷氨酸盐受体相关的蛋白也参与其中。Edward Farmer及同事发现，弄伤拟南芥的一片叶子，会导致刺激&ldquo 茉莉酮酸酯&rdquo (使拟南芥对食草动物和病原体产生抵抗力的植物激素)的电活动在与伤口有一定距离的未受损处传播。这一过程是由被GLR基因编码的阳离子通道介导的。 　　测量太阳类恒星表面引力新方法 　　太阳类恒星亮度的变化是由很多因素驱动的，包括&ldquo 颗粒化&rdquo ，它是由光球下的热对流造成的。而由于&ldquo 颗粒化&rdquo 与表面引力相关，所以亮度变化可被用作表面引力的一个度量。Fabienne Bastien等人分析了来自美国国家航空航天局&ldquo 开普勒&rdquo 探测任务的档案数据，发现在小于8小时的时间尺度上发生的亮度波动与处在各种不同演化阶段的太阳类恒星的表面引力相关。利用这种类型的直接测量，将有可能确定由&ldquo 开普勒&rdquo 观测到的很多恒星的表面引力。 　　嵌套生态网络中的结构 　　物种之间的合作倾向于导致形成具有一个嵌套结构的互助网络。虽然嵌套性可能会增加生物多样性和持久性，但理论工作表明，嵌套网络往往没有非结构化网络稳定。这篇论文通过分析表明，嵌套网络是由一个能使互助群落中物种丰富度最大化的机制形成的，嵌套物种的丰富度与群落的可塑性直接相关。这项工作为研究生态因素和演化历史怎样形成生态网络提供了一个模型。 　　&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 无性生殖假说被证实 　　&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 被认为已经以无性方式存在和分化了数百万年，这很奇怪，因为有性生殖的丧失对后生动物来说被普遍认为是走进了一条演化上的死胡同。此前人们仍怀疑它们也许偶尔会进行有性生殖。但在这项研究中，Olivier Jaillon及同事对一种名叫&ldquo Adineta vaga&rdquo 的&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 的基因组进行了测序，发现其结构与传统减数分裂(与有性生殖相关的细胞分裂类型)不匹配。其基因组已经历了丰富的基因转换，这可能限制了在没有减数分裂时有害突变的积累。多达8%的基因可能来自非后生动物，可能是通过横向基因转移获得的。这些发现为无性演化提供了肯定证据，支持关于&ldquo 蛭形轮虫&rdquo 从古以来进行无性生殖的假说。 　　具有生物活性的信号作用脂质&ldquo 神经酰胺-1-磷酸盐&rdquo (C1P) 调控从生长和生存到&ldquo 促炎反应&rdquo 在内的各种不同过程。在这项研究中，Dinshaw Patel及同事研究了C1P是怎样被输送到细胞中的特定点的。他们识别出被称为&ldquo 神经酰胺-1-磷酸盐转移蛋白&rdquo (CPTP)的一种新颖的脂质转移蛋白，同时结构和功能研究也显示了C1P被从其在&ldquo 高尔基&rdquo 复合体中的合成点输送到胞质膜上的机制。 　　LITE杂合系统在光遗传学中的应用 　　Feng Zhang及同事将可定制的TALE DNA结合域与光敏&ldquo 隐花色素-2&rdquo 蛋白及其来自拟南芥的相互作用伙伴CIB1结合在了一起，从而生成了一个光遗传&ldquo 双杂合&rdquo 系统(他们将其称为LITEs，即&ldquo 光可诱导的转录效应物&rdquo )。LITEs不需要其他辅因子，容易被定制来以很多位点为目标，并且还能快速地、可逆地被激活。它们还可被打包到病毒载体内，定向输送到特定细胞类群中。作者将这一系统应用到了小鼠的原代神经元中和清醒小鼠的脑中，来调制内源基因表达和定位表观染色质修饰。这一LITE系统为内源细胞过程的光遗传控制建立了一个新颖模型。 　　(田天/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st)

近期国内新冠疫情形势稳定且积极向好，全国中、高风险区清零，本土也暂无新增病例。其实，感染肺结核后可能出现与新冠肺炎初期类似的症状，治疗时间更是长达6-8个月。同样属于呼吸道传染病，肺结核与新冠肺炎区别如何，分别需要用到哪些科学仪器来检测呢？本文简要介绍肺结核现状以及梳理了两种病症的区别，供广大科学仪器用户了解。肺结核病现状目前中国每年结核病发病数为86万人左右。此前，国家卫生健康委、国家发展改革委、教育部、科技部、民政部、财政部、国务院扶贫办、国家医保局等8部门联合印发了《遏制结核病行动计划(2019—2022年)》，到2022年，全国肺结核发病率要降至55/10万以下，死亡率维持在较低水平(3/10万以下)。在医院工作中，咳嗽、咳痰两周以上的患者，必须开展结核病筛查。卫健委在2020年12月发布中国学校结核病防控指南建议，建立学校结核病防控工作责任制；将结核病检查项目作为新生入学体检和教职员工常规体检的必查项目。2021年1月，中国疾病预防控制中心周报发布了《Predicted Impact of the COVID-19 Responses on Deaths of Tuberculosis China, 2020》，文中提到2020年以来，国内外面临着新冠疫情的防控问题。我国积极采取封锁城市、居家隔离、保持社交距离等卫生干预措施，有效控制住了新冠疫情的蔓延。但同时专家也发现，受到新冠的影响，中国结核病检测至少下降了20%。根据预测，结核病的检测率降低，可能导致1.17万人的额外死亡，2020年的结核病的死亡人数可能达到51,100（超过2011年的结核病死亡人数50,900人）。图：结核分歧杆菌（左）和新型冠状病毒模型图（右）肺结核与新冠肺炎对比肺结核新冠肺炎病原体结核分枝杆菌新型冠状病毒感染症状咳嗽咳痰2周以上或痰中带血为常见症状，此外当体内结核菌较大时，还会出现以 下全身症状：乏力、低热、厌食、消瘦、面部潮红以及夜间盗汗等以发热、乏力、干咳为主要症状；鼻塞、流涕等上呼吸道症状不明显，会出现缺氧低氧状态；部分患者症状轻微甚至无发热现象、无症状，少数患者重症病危甚至死亡。传染源主要是 病原学阳性的肺结核患者。主要是新型冠状病毒感染的患者和无症状感染者， 在潜伏期具有传染性，发病后 5 天内传染性较强。传播途径肺结核患者通过咳嗽、咳痰、打喷嚏将结核菌播散到空气中，健康人吸入带有结核菌的飞沫即可能受到感染。传播方式主要以呼吸道飞沫传播、接触传播为主，特殊情况下存在气溶胶传播、物体、冷链运输传播等。易感人群健康人受到结核菌感染后, 不一定发生结核病。发病主要与感染结核菌的数量和毒力的大小以及身体抵抗力的高低有关。人体初次受到结核菌感染后，通常绝大多数人没有任何症状，也不发病， 潜伏期不具有传染性。新型冠状病毒潜伏期 一般为1-14天，多为3-7天，人群普遍易感，老年人及有基础疾病者感染后病情较重, 儿童及婴幼儿也有发病。诊治需到结核病定点医疗机构就诊；国家免费为肺结核病人提供抗结核药和部分检查。治疗新冠药品已经纳入医保，绝大多数新冠肺炎患者都做到了自己“不花一分钱”科学仪器来助力首先，结核杆菌的检测以及新冠病毒的检测均需要在生物安全等级为二级及以上的实验室中进行，仪器信息网此前整理过具体仪器清单，点击查看：生物安全实验室的仪器设备配置清单（P3）。肺结核检查肺结核病的检查主要是：血液检查化验、痰培养涂片检查、结核菌素试验、特异性抗体测定、胸部X光等，其中痰培养发现结核分枝杆菌是诊断的金标准。1. 血液检查化验：白细胞计数——全自动血细胞分析仪（ 点击查看 ） 正常或轻度增高，血沉增快。2.痰结核菌——PCR采用涂片、集菌方法，抗酸染色检出阳性有诊断意义。也可行结核菌培养、动物接种，但时间长。结核菌聚合酶联反应（PCR）阳性有辅助诊断价值。点击进入PCR专场查看3.结核菌素试验旧结核菌素（OT）或纯化蛋白衍生物（PPD）皮试，强阳性者有助诊断。4.特异性抗体测定——酶标仪点击查看酶标仪专场酶联吸附试验，血中抗PPD-IgG阳性对诊断有参考价值。5.胸腔积液检查——紫外/可见分光光度计腺苷脱氨酶（ADA）含量增高有助于诊断，与癌性胸腔积液鉴别时有意义。点击查看紫外可见分光光度计专场6.影像学检查——DR胸片（ 点击查看 医疗器械专场 ） 胸部X线检查为诊断肺结核的必备手段，可判断肺结核的部位、范围、病变性质、病变进展、治疗反应、判定疗效的重要方法。肺结核主要侵害的人体就是肺部。一旦确诊感染结核病，一定要积极的进行抗结核杆菌治疗，绝大多数患者通过正规抗结核杆菌治疗，都是可以得到痊愈的，要按时服药按时复查。新冠肺炎检查根据《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第八版）》，医院检测新型冠状病毒主要是对其病原学、血清学以及肺部影像学进行检查。1.实时荧光PCR检测的是新型冠状病毒核酸，如果核酸阳性就考虑有新型冠状病毒的感染。——PCR点击查看PCR仪器专场2.在病毒基因测序的时候与已知的新型冠状病毒高度同源，也可以明确具有新型冠状病毒的感染。——基因测序仪点击查看基因测序仪专场3.进行血清新型冠状病毒特异性IgM抗体和IgG抗体检测，如果阳性也考虑是新型冠状病毒的感染。——酶标仪点击查看酶标仪专场4.通常对于新冠检查要完善新冠核酸和特异性抗体检测，如果检查为阳性，即可以诊断为新型冠状病毒感染者。但同时还需要行胸部CT检查，如果有相应的病毒性肺炎，结合其临床症状，此时才考虑为新冠肺炎的确诊病例。如果胸部CT检查未见到有肺炎形成，亦无相应的临床症状，则属于无症状感染者，不属于新冠确诊病例。两者属于不同的概念，而且其治疗上也有不同。故诊断新冠肺炎胸部CT检查是必不可少的。——CT（点击查看医疗器械专场）此外，对于新冠肺炎患者在治疗以后，也需要做胸部CT检查，来观察其肺炎的吸收情况以及有无相应的肺部并发症形成，以指导下一步的治疗和判断病情。此前，仪器信息网整理过新冠病毒实验室涉及的仪器品类可点击查看参考：①抗疫仪器清单请收好，新冠病毒检测全知晓 ②新冠核酸检测实验室仪器品类建设攻略看这里

10月份有391项标准将实施 分析仪器领衔我们通过国家标准信息平台查询到，在2022年10月份将有391项与仪器及检测行业的国家标准、行业标准和地方标准将实施。(图1：10月份各行业领域新实施标准占比)农林牧渔食品和机械类标准分别占了15%，冶金地质矿产和化工橡胶塑料类标准分别占了12%和10%。10月份还有24条仪器仪表类标准也将实施。在这些标准中我们粗略得统计了下，有近30条标准涉及到质谱类仪器（主要是液相色谱-质谱联用仪 ），有12条涉及光谱类 仪器，还有6条涉及到色谱类 仪器。主要新实施的标准如下：需要相关标准的，点击链接即可下载收藏↓仪器仪表标准（24个）GB/Z 41289-2022 无损检测仪器 鉴定程序 GB/Z 41286-2022 无损检测仪器 X射线管道爬行器 GB/Z 41285.6-2022 无损检测仪器 密封放射性源技术应用射线防护规则 第6部分：γ射线机用可移动设备的检验、维护和功能检测 GB/Z 41285.5-2022 无损检测仪器 密封放射性源技术应用射线防护规则 第5部分：γ射线机的预防护措施 GB/Z 41285.4-2022 无损检测仪器 密封放射性源技术应用射线防护规则 第4部分：γ射线机用可移动设备的制造和检测 GB/Z 41285.3-2022 无损检测仪器 密封放射性源技术应用射线防护规则 第3部分：γ射线机在操作和运输过程中的射线防护措施 GB/Z 41285.1-2022 无损检测仪器 密封放射性源技术应用射线防护规则 第1部分：γ射线机的固定和移动操作 JB/T20206-2022 生物制药反应过程温控装置 JB/T20205-2022 脱气仪 JB/T20204-2022 熔点测定仪 JB/T20203-2022 药物溶液颜色测定仪 JB/T20202-2022 澄清度测定仪 JB/T20108-2022 药用脉冲式布袋除尘器 JB/T20107-2022 药用卧式流化床干燥机 JB/T20106-2022 药用V型混合机 JB/T20105-2022 脆碎度检查仪 JB/T20104-2022 片剂硬度仪 JB/T20103-2022 蒸发浓缩器 JB/T20102-2022 酒精回收塔 JB/T20100-2022 药用胶塞清洗机 JB/T20099-2022 药物过滤洗涤干燥机 JB/T20098-2022 抗生素玻璃瓶液体灌装联动线 JB/T20063-2022 软膏剂灌装封口机 GB/T 33643-2022 无损检测 声发射泄漏检测方法 农林牧渔食品标准（58个）SN/T 5452-2022 食品检测用浓缩仪采购与验收指南 SN/T 5451-2022 商品化试剂盒检测方法 乳酸菌总数 方法一 SN/T 5450-2022 动物源食品中9种双稠吡咯啶类生物碱的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5449-2022 出口植物源性食品中消螨多残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5448-2022 出口植物源性食品中三氯甲基吡啶及其代谢物的测定 气相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5446-2022 出口植物源性食品中喹啉铜残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5445-2022 出口植物源食品中特丁硫磷及其氧类似物（亚砜、砜）的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5444-2022 出口植物源食品中咪鲜胺及其代谢产物的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5443-2022 出口植物源食品中氟吡禾灵、氟吡禾灵酯（含氟吡甲禾灵）及共轭物残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5442-2022 出口植物源食品中丙硫菌唑及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5441-2022 出口水产品中三卡因、苯佐卡因、喹哪啶残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5440-2022 出口食品中双炔酰菌胺、噻唑菌胺、吲唑磺菌胺等多种酰胺类杀菌剂残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法 SN/T 5439.7-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第7部分：单核细胞增生李斯特氏菌 SN/T 5439.6-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第6部分：空肠弯曲菌 SN/T 5439.5-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第5部分：产志贺毒素大肠埃希氏菌及大肠埃希氏菌O157 SN/T 5439.4-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第4部分：克罗诺杆菌 SN/T 5439.3-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第3部分：副溶血性弧菌 SN/T 5439.2-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第2部分：金黄色葡萄球菌 SN/T 5439.1-2022 出口食品中食源性致病菌快速检测方法 PCR-试纸条法 第1部分：沙门氏菌 SN/T 5438-2022 出口乳粉中核苷酸含量的测定 液相色谱-质谱/质谱法SN/T 5437-2022 出口动物源食品中苯海拉明残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法SN/T 5436-2022 乳及乳制品发酵剂、发酵产品中乳酸菌计数 流式细胞仪法SN/T 5435-2022 婴幼儿软背带（袋）通用技术要求SN/T 5433-2022 进口货物海水水湿的定性鉴别SN/T 5420-2022 蜜蜂热厉螨病检疫技术规范SN/T 5419-2022 进出境陆生动物隔离检疫场防疫消毒技术规范SN/T 5365-2022 出口植物源性食品中氟唑磺隆和氟吡磺隆残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法SN/T 5363-2022 鲤浮肿病检疫技术规范SN/T 4675.32-2022 进出口葡萄酒中羧甲基纤维素钠的测定 分光光度法SN/T 2922-2022 出口保健食品中EPA、DHA和AA的测定 气相色谱法SN/T 1632.4-2022 出口乳粉中克罗诺杆菌属(阪崎肠杆菌)检测方法 第4部分：PCR-CRISPR法SN/T 0500-2022 出口水果中多果定残留量的测定 液相色谱-质谱/质谱法GB 41700-2022 电子烟 DB37/T 4546—2022 农业废弃物制备生物炭技术规程GB/Z 41226-2022 农业技术推广社会化服务通用要求 GB/T 41701-2022 电子烟烟液 烟碱、丙二醇和丙三醇的测定 气相色谱法 GB/T 41386-2022 杏仁油 GB/T 41381-2022 规模化家禽饲养场流感防控环境管理技术规范 GB/T 41380-2022 规模化家禽饲养场流感防控设施设备配置要求 GB/T 41378-2022 塑料 液态食品包装用吹塑聚丙烯容器 GB/T 41377-2022 菊粉质量要求 GB/T 41366-2022 畜禽肉品质检测 水分、蛋白质、脂肪含量的测定 近红外法 GB/T 41282-2022 植被覆盖度遥感产品真实性检验 GB/T 41278-2022 谷物和豆类储存 仓储害虫的诱捕检测指导GB/T 41234-2022 水生动物RNA病毒核酸检测参考物质质量控制规范 假病毒 GB/T 41233-2022 冻鱼糜制品 GB/T 41133-2022 番茄制品中番茄红素、叶黄素、胡萝卜素含量的测定 超高效液相色谱法 GB/T 3871.5-2022 农业拖拉机 试验规程 第5部分：转向圆和通过圆直径 GB/T 3871.18-2022 农业拖拉机 试验规程 第18部分：拖拉机与机具接口处液压功率 GB/T 30600-2022 高标准农田建设 通则 GB/T 22479-2022 花椒籽油 GB/T 19427-2022 蜂胶中12种酚类化合物含量的测定 液相色谱-串联质谱法和液相色谱法 DB42/T 1916-2022 水产品中拟除虫菊酯类农药的测定 气相色谱三重四级杆质谱法 DB37/T 4547—2022 农作物秸秆生态循环利用技术规范DB32/T 4368-2022 饲料中玉米赤霉烯酮的测定 时间分辨荧光免疫层析定量法 DB32/T 4367-2022 饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的测定 时间分辨荧光免疫层析定量法DB15/T 2816—2022 玉米皮固态发酵菌体蛋白饲料技术规程 DB15/T 2815—2022 玉米皮菌酶协同发酵蛋白饲料技术规程 环境环保标准（24个）HJ 8.1-2022 生态环境档案管理规范 科学研究 HJ 7-2022 生态环境档案分类表 HJ 348—2022 报废机动车拆解企业污染控制技术规范 HJ 1259—2022 危险废物管理计划和管理台账制定技术导则 HJ 1241-2022 锰渣污染控制技术规范 HJ 1197-2021 工业用化学产品中消耗臭氧层物质监测技术规范 HJ 1196-2021 工业清洗剂 HCFC-141b、CFC-113、TCA和CTC的测定 气相色谱-质谱法 HJ 1195-2021 气态制冷剂 10种卤代烃的测定 气相色谱-质谱法 HJ 1194-2021 液态制冷剂 CFC-11和HCFC-123的测定 顶空/气相色谱-质谱法 GB/Z 41359-2022 土壤质量 呼吸曲线法测定土壤微生物区系的丰度和活性 GB/Z 41358-2022 土壤健康综合表征的生物测试方法 GB/T 6907-2022 锅炉用水和冷却水分析方法 水样的采集方法 GB/T 6903-2022 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沙门氏菌 方法三SN/T 4544.2-2022 商品化试剂盒检测方法 菌落总数 方法二GB/T 41365-2022 中药材种子（种苗） 白术 GB/T 41364-2022 中药材种子（种苗） 平贝母 GB/T 41363-2022 中药材种子（种苗） 丹参 GB/T 41362-2022 中药材种子（种苗） 明党参 GB/T 41361-2022 中药材种子（种苗） 金莲花 GB/T 41360-2022 中药材种子（种苗） 菘蓝 GB/T 41277-2022 中药材(植物药)新品种评价技术规范 GA/T 1997-2022 法庭科学 人类唾液/口腔细胞样本采集存储卡质量基本要求GA/T 1995-2022 法庭科学 金属检验 波长色散X射线荧光光谱法GA/T 1994-2022 法庭科学 合成纤维检验 差示扫描量热法GA/T 1991-2022 法庭科学 疑似毒品中卡西酮等5种卡西酮类毒品检验 气相色谱和气相色谱-质谱法GA/T 1990-2022 法庭科学 疑似易制毒化学品检验 红外光谱法GA/T 1989-2022 法庭科学 疑似毒品中异丙嗪检验 气相色谱和气相色谱-质谱法化工橡胶塑料标准（37个）GB/T 5577-2022 合成橡胶牌号规范 GB/T 7044-2022 色素炭黑 GB/T 41345-2022 塑料瓶盖压塑成型模具通用技术要求 GB/T 41333-2022 石灰煅烧成套装备技术要求 GB/T 41331-2022 染料产品中砷、汞、锑、硒的测定 原子荧光光谱法 GB/T 41326-2022 六氟丁二烯 GB/T 41312.1-2022 化工用设备渗透性检测方法 第1部分：石墨及其衬里设备 SN/T 5417-2022 进口再生黄铜原料检验规程SN/T 5416-2022 进口再生铜原料检验规程SN/T 5414-2022 再生塑料中33种禁限用物质的测定 裂解气相色谱-质谱筛选法SN/T 5408-2022 再生塑料与改性塑料的鉴别方法SN/T 5418-2022 进口再生铸造铝合金原料检验规程GB/T 41276-2022 有机磷类杀虫剂中治螟磷及其类似物限量及检测方法 GB/T 41254-2022 爆炸保护系统的功能安全评估方法 GB/T 3286.11-2022 石灰石及白云石化学分析方法 第11部分：氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝及氧化铁含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法(熔铸玻璃片法) GB/T 3249-2022 金属及其化合物粉末费氏粒度的测定方法 GB/T 26982-2022 原油蜡含量的测定 GB/T 26069-2022 硅单晶退火片 GB/T 2480-2022 普通磨料 碳化硅 GB/T 24622-2022 GB/T 6609.2-2022 氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法 第2部分：300 ℃和1000 ℃质量损失的测定 GB/T 5231-2022 加工铜及铜合金牌号和化学成分 GB/T 5156-2022 镁及镁合金热挤压型材 GB/T 5155-2022 镁及镁合金热挤压棒材 GB/T 5154-20

一、新食品原料假肠膜明串珠菌（Leuconostoc pseudomesenteroides）属于明串珠菌属，从传统发酵乳制品中分离得到。该菌种已被列入欧洲食品安全局资格认定（QPS）名单的推荐生物制剂列表以及国际乳品联合会公报（BulletinoftheIDF514/2022）的“在发酵食品中证明安全的微生物品种目录”，并在丹麦、加拿大、韩国等国家已被批准使用。根据《中华人民共和国食品安全法》和《新食品原料安全性审查管理办法》规定，国家卫生健康委员会委托审评机构依照法定程序，组织专家对假肠膜明串珠菌的安全性评估材料进行审查并通过。新食品原料生产和使用应当符合公告内容以及食品安全相关法规要求。该菌种的使用范围包括发酵乳、风味发酵乳、干酪、发酵型含乳饮料和乳酸菌饮料（非固体饮料），不包括婴幼儿食品。该原料的食品安全指标须符合以下规定：铅（以Pb计，干基计）≤1.0 mg/kg，总砷（以As计，干基计）≤1.5 mg/kg，微生物限量为沙门氏菌0/25 g（mL），金黄色葡萄球菌0/25 g（mL），单核细胞增生李斯特氏菌0/25 g（mL）。待食品加工用菌种制剂的食品安全国家标准发布后，按照食品加工用菌种制剂的标准执行。二、食品添加剂新品种（一）聚天冬氨酸钾1.背景资料。聚天冬氨酸钾申请作为食品添加剂新品种。本次申请用于葡萄酒（食品类别15.03.01）。美国食品药品管理局、欧盟委员会、澳大利亚和新西兰食品标准局允许其作为食品添加剂用于葡萄酒。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量“不作具体规定”。2.工艺必要性。该物质作为稳定剂和凝固剂用于葡萄酒（食品类别15.03.01），改善产品稳定性。其质量规格按照公告的相关要求执行。（二）氨基肽酶1.背景资料。米曲霉（Aspergillus oryzae）来源的氨基肽酶申请作为食品工业用酶制剂新品种。法国食品安全局、丹麦兽医和食品局等允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化蛋白质氨基端氨基酸的水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（三）蛋白酶1.背景资料。李氏木霉（Trichoderma reesei）来源的蛋白酶申请作为食品工业用酶制剂新品种。丹麦兽医和食品局、法国食品安全局等允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化蛋白水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（四）磷脂酶A21.背景资料。李氏木霉（Trichoderma reesei）来源的磷脂酶A2申请作为食品工业用酶制剂新品种。美国食品药品管理局允许其用于食品。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化磷脂的水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（五）麦芽糖淀粉酶1.背景资料。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）来源的麦芽糖淀粉酶申请作为食品工业用酶制剂新品种。澳大利亚和新西兰食品标准局允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化淀粉的水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（六）木聚糖酶1.背景资料。地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）来源的木聚糖酶申请作为食品工业用酶制剂新品种。美国食品药品管理局、法国食品安全局、丹麦兽医和食品局等允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化木聚糖水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（七）乳糖酶（β-半乳糖苷酶）1.背景资料。Papiliotrema terrestris来源的乳糖酶（β-半乳糖苷酶）申请作为食品工业用酶制剂新品种。丹麦兽医和食品局、澳大利亚和新西兰食品标准局等允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化乳糖水解和转糖基反应。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（八）羧肽酶1.背景资料。米曲霉（Aspergillus oryzae）来源的羧肽酶申请作为食品工业用酶制剂新品种。法国食品安全局、丹麦兽医和食品局等允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化蛋白质羧基端氨基酸的水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（九）脱氨酶1.背景资料。米曲霉（Aspergillus oryzae）来源的脱氨酶申请作为食品工业用酶制剂新品种。美国食品药品管理局、日本厚生劳动省允许其作为食品工业用酶制剂使用。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用酶制剂，主要用于催化5’-腺嘌呤核苷酸（5’-AMP）的水解。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 食品工业用酶制剂》（GB 1886.174）。（十）2-己基吡啶1.背景资料。2-己基吡啶申请作为食品用香料新品种。美国食用香料和提取物制造者协会、国际食品用香料香精工业组织、欧盟委员会等允许其作为食品用香料在各类食品中按生产需要适量使用。2.工艺必要性。该物质配制成食品用香精后用于各类食品（《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》表B.1食品类别除外），改善食品的味道。该物质的质量规格按照公告的相关内容执行。（十一）富马酸1.背景资料。富马酸作为酸度调节剂已列入《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760），允许用于胶基糖果、面包、糕点、果蔬汁（浆）类饮料等食品类别，本次申请扩大使用范围用于腌腊肉制品类（如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠）（食品类别08.02.02），熏、烧、烤肉类（食品类别08.03.02），油炸肉类（食品类别08.03.03），肉灌肠类（食品类别08.03.05），冷冻挂浆制品（食品类别09.02.02），经烹调或油炸的水产品（食品类别09.04.02），熏、烤水产品（食品类别09.04.03）。美国食品药品管理局、日本厚生劳动省、加拿大卫生部等允许其作为酸度调节剂用于食品。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量“不作具体规定”。2.工艺必要性。该物质作为酸度调节剂用于上述食品类别，调节食品的酸碱度。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 富马酸》（GB 25546）。（十二）乙酸钠（又名醋酸钠）1.背景资料。乙酸钠作为酸度调节剂已列入《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760），允许用于复合调味料和膨化食品的食品类别，本次申请扩大使用范围用于腌腊肉制品类（如咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠）（食品类别08.02.02），熏、烧、烤肉类（食品类别08.03.02），油炸肉类（食品类别08.03.03），肉灌肠类（食品类别08.03.05），冷冻挂浆制品（食品类别09.02.02），经烹调或油炸的水产品（食品类别09.04.02），熏、烤水产品（食品类别09.04.03）。美国食品药品管理局、日本厚生劳动省、加拿大卫生部等允许其作为酸度调节剂用于食品。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量“不作具体规定”。2.工艺必要性。该物质作为酸度调节剂用于上述食品类别，调节食品的酸碱度。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 乙酸钠》（GB 30603）。（十三）环己基氨基磺酸钠（又名甜蜜素）1.背景资料。环己基氨基磺酸钠（又名甜蜜素）作为甜味剂已列入《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760），允许用于冷冻饮品、果酱、面包、糕点、饮料类、果冻等食品类别。本次申请扩大使用范围用于焙烤食品馅料及表面用挂浆（仅限焙烤食品馅料）（食品类别07.04）和膨化食品（食品类别16.06）。国际食品法典委员会允许其作为甜味剂用于焙烤制品。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量为0-11 mg/kg bw。2.工艺必要性。该物质作为甜味剂用于焙烤食品馅料及表面用挂浆（仅限焙烤食品馅料）（食品类别07.04）和膨化食品（食品类别16.06），赋予食品甜味。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 环己基氨基磺酸钠（又名甜蜜素）》（GB 1886.37）。（十四）维生素E1.背景资料。维生素E作为抗氧化剂已列入《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760），允许用于油炸面制品、方便米面制品、复合调味料、膨化食品等食品类别。本次申请扩大使用范围用于面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉（食品类别06.03.02.04）。美国食品药品管理局、日本厚生劳动省等允许其作为抗氧化剂用于食品。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量为0.15-2 mg/kg bw。2.工艺必要性。该物质作为抗氧化剂用于面糊（如用于鱼和禽肉的拖面糊）、裹粉、煎炸粉（食品类别06.03.02.04），减缓食品氧化褪色。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 维生素E》（GB 1886.233）。（十五）聚二甲基硅氧烷及其乳液1.背景资料。聚二甲基硅氧烷及其乳液作为食品工业用加工助剂已列入《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760），允许用于肉制品、啤酒、焙烤食品、饮料、薯片等加工工艺。本次申请扩大使用范围用于胶原蛋白肠衣加工工艺。澳大利亚和新西兰食品标准局等允许其作为食品工业用加工助剂用于食品。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量为0-1.5 mg/kg bw。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用加工助剂用于胶原蛋白肠衣加工工艺，消除胶原蛋白肠衣加工过程中产生的泡沫。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 聚二甲基硅氧烷及其乳液》（GB 30612）。（十六）硬脂酸镁1.背景资料。硬脂酸镁作为乳化剂、抗结剂已列入《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760），允许用于蜜饯凉果类、可可制品、巧克力和巧克力制品以及糖果的食品类别。本次申请作为食品工业用加工助剂用于泡腾片压片工艺。美国食品药品管理局、澳大利亚和新西兰食品标准局等允许其作为食品工业用加工助剂用于食品。根据联合国粮农组织/世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会评估结果，该物质的每日允许摄入量“不作具体规定”。2.工艺必要性。该物质作为食品工业用加工助剂用于泡腾片压片工艺，可减少压制泡腾片过程中物料与模具表面的摩擦力，使片面光滑，避免出现裂片。其质量规格执行《食品安全国家标准 食品添加剂 硬脂酸镁》（GB 1886.91）。三、食品相关产品新品种（一）环己胺封端的1,1'-亚甲基二（4-异氰酸基环己烷）均聚物1.背景资料。该物质常温下为淡黄绿色粉末，不溶于水、乙醇和丙酮，可溶于氯仿。欧盟委员会和日本厚生劳动省均允许该物质用于食品接触用PCN塑料材料及制品。2.工艺必要性。该物质用作PCN材料的添加剂，可以提高其抗冲击性。（二）2-[2-（2,4-二氨基-6-羟基-5-嘧啶）二氮烯基]-5-甲基苯磺酸1.背景资料。该物质在常温下为黄色粉末，微溶于水。美国食品药品管理局和日本化学研究检验所均允许该物质用于食品接触用塑料材料及制品。2.工艺必要性。该物质是一种黄色着色剂，在各类塑料中具有较高的着色力。（三）丙烯酰胺与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、衣康酸和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的共聚物1.背景资料。该物质常温下为浅黄色液体，可溶于水。美国食品药品管理局和德国联邦风险评估研究所均允许该物质用于食品接触用纸和纸板材料及制品。2.工艺必要性。该物质作为干强剂用于食品接触用纸和纸板材料及制品，可增强纸张的拉伸强度、内结合强度和耐破强度。（四）β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸十八醇酯1.背景资料。该物质常温下为白色结晶性粉末，不溶于水。《食品安全国家标准 食品接触材料及制品用添加剂使用标准》（GB 9685-2016）已批准该物质作为添加剂用于食品接触用橡胶、油墨、黏合剂以及聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等多种塑料材料及制品。本次申请将其使用范围扩大至涂料及涂层。欧洲委员会、日本厚生劳动省和南方共同市场均允许其用于食品接触用涂料及涂层。2.工艺必要性。该物质是一种抗氧化剂，用于涂料时，可避免环境中的氧气和其他化学物质导致的降解；也可用于涂布过程，避免涂膜收缩起皱。（五）萘磺酸与甲醛聚合物的钠盐1.背景资料。该物质常温下为淡黄棕色粉末，可溶于水。GB 9685-2016已批准该物质作为添加剂用于食品接触用涂料及涂层、黏合剂以及纸和纸板。本次申请将其使用范围扩大至丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）塑料材料及制品。美国食品药品管理局和德国联邦风险评估研究所均允许该物质用于食品接触用ABS塑料材料及制品。2.工艺必要性。该物质作为乳化剂用于ABS塑料材料及制品，可减少凝结物的形成。（六）C1~C18单、多元脂肪醇的脂肪酸酯1.背景资料。该物质在常温下为白色固体。GB 9685-2016已批准该物质作为添加剂用于食品接触用纸和纸板材料及制品。本次申请将其使用范围扩大至食品接触用塑料材料及制品。美国食品药品管理局、欧盟委员会、日本厚生劳动省和南方共同市场均允许该物质用于食品接触用塑料材料及制品。2.工艺必要性。该物质能够改善加工过程中塑料材料的流动性，提高整体加工速度或改善表面性能。（七）二氯二甲基硅烷与二氧化硅的反应产物1.背景资料。该物质为白色粉末，不溶于水。GB 9685-2016、原国家卫生计生委2017年第9号公告和国家卫生健康委2018年第11号公告中已批准该物质作为添加剂用于食品接触用聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、PP和聚偏氟乙烯（PVDF）等多种塑料材料及制品和涂料及涂层。本次申请将其使用范围扩大至食品接触材料及制品用黏合剂和油墨。欧盟委员会和日本厚生劳动省允许该物质用于食品接触材料及制品用黏合剂；瑞士联邦食品安全和兽医办公室和欧洲油墨协会均允许该物质用于食品接触材料及制品用油墨。2.工艺必要性。该物质用作黏合剂的消泡剂，利于黏合剂的生产及使用；用作油墨的分散剂，达到提高粘度的效果。（八）一氧化碳-乙烯-丙烯三元聚合物1.背景资料。该物质在常温下为白色固态颗粒，不溶于水。美国食品药品管理局和欧盟委员会均允许该物质用于食品接触用塑料材料及制品。2.工艺必要性。该物质主要用于复合包装，具有较高的阻隔性能，可有效阻隔氧气渗透，防止内容物氧化。（九）4-乙基苯酚与间甲酚、对甲酚、对叔丁基苯酚和甲醛的聚合物1.背景资料。该物质常温下为深琥珀色固体，不溶于水，溶解于醇类、酮类溶剂。欧洲委员会和美国食品药品管理局均允许该物质用于食品接触用涂料及涂层。2.工艺必要性。该物质为涂料的主要成膜物质，可增加涂层的柔韧性和延展性。（十）乙二醇与2,2-二甲基-1,3-丙二醇、对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸和衣康酸的聚合物1.背景资料。该物质常温下为透明固体，不溶于水，可溶于酯类溶剂。欧洲委员会和日本厚生劳动省均允许该物质用于食品接触用涂料及涂层；南方共同市场和日本黏合剂行业协会均允许该物质用于食品接触材料及制品用黏合剂。2.工艺必要性。以该物质为原料生产的涂料具有较高的表面张力，可提升涂层的防污性能；以该物质为原料生产的黏合剂则具有较高密封强度和易揭等性能。（十一）间苯二甲酸与间苯二甲胺和己二酸的聚合物1.背景资料。该物质常温下为无色透明颗粒，不溶于水。国家卫生健康委2022年第2号公告已批准该物质用于食品接触用塑料材料及制品，使用温度不得超过100℃，本次申请将其使用温度限值提高至121℃。欧盟委员会和日本厚生劳动省均允许该物质在使用温度不超过121℃时用于食品接触用塑料材料及制品。2.工艺必要性。以该物质为原料生产的塑料薄膜，具有良好的氧气阻隔性能、热稳定性能和热成型性能。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " Horizon Discovery Group 基因编辑和基因调控技术的全球领军者，宣布和新泽西州立大学（美国）罗格斯大学建立独家战略合作伙伴关系，共同开发一种称为碱基编辑的新的基因编辑技术并使之商业化。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 获悉，2019年1月28日， Horizon Discovery Group plc（LSE：HZD），基因编辑和基因调控技术的全球领军者，宣布和新泽西州立大学（美国）罗格斯大学建立独家战略合作伙伴关系，共同开发一种称为碱基编辑的新的基因编辑技术并使之商业化。该技术将应用于新细胞疗法的开发，同时也将丰富Horizon集团的现有技术，帮助拓展其服务范围。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 本次合作将进一步开发Rutgers Robert Wood Johnson医学院药理学副教授Shengkan Jin博士实验室的新型碱基编辑平台。作为协议的一部分，Horizon已向Rutgers提供了独家许可的碱基编辑技术，以用于所有治疗应用。此外，该集团还将在罗格斯大学进行基础编辑的进一步研究，并在集团内部继续进行评估和概念证明研究。& nbsp /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 碱基编辑是一种新颖的技术平台，用于在细胞中设计DNA或基因，并通过使用酶修饰基因，纠正DNA中的错误或突变。与目前可用的基因编辑方法（例如CRISPR / Cas9）相比，这种新技术可以更准确地进行基因编辑，同时减少意外的基因组变化，避免在基因中产生可能导致负面影响的“切割”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 该技术将对通过临床开发和商业化促进细胞疗法的发展产生重大影响。Horizon集团首席执行官Terry Pizzie说：“碱基编辑对于基因编辑技术领域来说就像一场潜在的革新，极有可能实现靶向治疗众多迄今无法医治的疾病的目标。此次Horizon集团与Jin博士和罗格斯大学的合作将帮助我们在研究与应用市场扩展科学和知识产权能力。作为我们五年投资战略的一部分，Horizon将致力于投资保持市场领导地位的高价值技术，碱基编辑技术就是一个很好的例子。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 罗格斯大学的Shengkan Jin博士表示：“单独使用该技术的胞苷脱氨酶可用于开发离体疗法，如用于镰状细胞贫血和β地中海贫血的基因修饰细胞、用于艾滋病的HIV抗性细胞，用于白血病的现成CAR-T细胞以及遗传性疾病的治疗，可谓潜力巨大。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 罗格斯大学研究与经济发展部的临时高级副总裁David Kimball博士认为：“基因编辑技术真正彻底改变了科学家们思考如何在疾病治疗方面寻求更好结果的方法。我们期待通过与Horizon合作，发展这一新型碱基编辑平台以改善人类健康。” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 美国早在2018年1月就宣布将在未来6年出资1.9亿美元支持体细胞基因编辑研究，以开发安全有效的基因编辑工具，治疗更多人类疾病。显然，美国政府也对基因编辑市场前景十分看好。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 另据中商产业研究院最新报告，预计2020年，全球精准医疗市场规模将破千亿，达到1050亿美元，而基因编辑技术将是撬动千亿级大市场的一把钥匙。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 关于Horizon Discovery Group plc /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " Horizon Discovery Group plc（LSE：HZD）是基因编辑和基因调控技术的全球领军者，总部位于英国剑桥。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " Horizon集团提供广泛的技术产品和相关研究服务，以支持医学界和生物学界更好地了解所有物种的基因功能、人类疾病的遗传驱动因素以及个性化分子、细胞和基因疗法的发展。这些技术和产品已经被全球10000多家学术机构、药物研发机构、药物制造商和临床诊断公司所采用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 关于罗格斯大学 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 罗格斯大学，全称新泽西州立罗格斯大学，简称罗大（Rutgers, The State University of New Jersey ）是美国新泽西州的最大高等学府，也是一所公立研究型大学。罗格斯大学的主要校园位于新布朗斯维克和皮斯卡特维，另有两所分校在纽瓦克和肯顿。 /p

2024年2月29日，国家自然科学基金委员会发布2023年度中国科学十大进展，以下10项重大科学进展入选：1. 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破2. 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制3. 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制4. 农作物耐盐碱机制解析及应用5. 新方法实现单碱基到超大片段 DNA 精准操纵6. 揭示人类细胞 DNA 复制起始新机制7. “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子8. 玻色编码纠错延长量子比特寿命9. 揭示光感受调节血糖代谢机制10. 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制1 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破盘古气象大模型的三维神经网络结构天气预报是国际科学前沿问题，具有重大的社会价值。现有数值天气预报范式源于20世纪50年代，即通过超算平台的大规模计算来求解大气运动偏微分方程组，实现对未来天气的预报。近些年使用该传统方法提升预报水平面临越来越大的挑战。华为云计算技术有限公司田奇、毕恺峰、谢凌曦等基于人工智能技术，提出了一种适配地球坐标系统的三维神经网络，能够有效处理天气数据中的复杂过程，并通过层次化时域聚合策略来有效减少迭代误差，成功实现了精准的中期天气预报。在1979-2017年全球天气再分析数据上训练后，构建了盘古气象大模型。该模型能够预报7天内的地表层和13个高空层的温度、气压、湿度、风速等气象要素，并将全球最先进的欧洲中长期天气预报中心（ECMWF）集成预报系统的预报时效提高了0.6天左右，在热带气旋的路径预报误差相较于ECMWF预报系统降低了25%。该模型仅需10秒即可完成全球7天重要气象要素的预报，计算速度较数值方法提升1万倍以上。该研究展示了人工智能和大数据在解决天气预报问题上的突破。2 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制古病毒复活开启衰老的潘多拉魔盒人类基因组是生命活动的“密码本”，它控制器官再生和机体稳态，亦影响器官退行及衰老相关疾病的发生。在该密码本中，素有“暗物质”之称的非编码序列约占98%，其中约8%为内源性逆转录病毒元件，为数百万年前古病毒整合到人类基因组中的遗迹。古病毒序列在衰老过程中的作用及其机制是尚未开拓的科学疆域。中国科学院动物研究所刘光慧、曲静和中国科学院北京基因组研究所张维绮等利用多学科交叉手段，揭示人类基因组中沉睡的古病毒“化石”在细胞衰老过程中，可因表观遗传失稳等因素被再度唤醒、进而包装形成病毒样颗粒并驱动细胞和器官衰老的重要现象。并据此提出古病毒复活介导衰老程序性及传染性的理论以及阻断古病毒复活或扩散以实现延缓衰老的多维干预策略。通过对人类基因组中蛋白编码区域的“逆老”基因进行系统排查，发现可重启人类干细胞、运动神经元和心肌细胞活力，逆转关节软骨、脊髓及心脏衰老的新型分子靶标，并构建一系列针对器官退行的创新干预体系。以上发现为衰老生物学和老年医学研究建立了新的理论框架，为衰老及老年慢病的科学干预和积极应对人口老龄化奠定了有益的基础。3 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制初级纤毛——生物钟的“有形”指针昼夜节律紊乱与睡眠障碍、精神抑郁相关，严重时可导致肿瘤、糖尿病等重大疾病的发生和发展。由于缺乏对生物节律调节机制的认识，当前国际上尚未研发出针对节律紊乱性疾病的有效治疗药物。军事科学院军事医学研究院生物医学分析中心李慧艳、张学敏等发现大脑视交叉上核（SCN）神经元的初级纤毛，这一细胞“天线”样结构，每24小时伸缩一次，犹如生物钟的指针，初级纤毛可能通过调控SCN区神经元的“同频共振”调节节律，其机制与Shh信号通路密切相关。因此，SCN神经元的初级纤毛可能作为机体中的“中央生物钟”的结构基础，参与生物钟内稳态的维持，而靶向SCN初级纤毛的Shh信号通路可能是治疗与昼夜节律紊乱相关的人类疾病的潜在治疗策略。该“有形”生物钟的发现，对于理解生物钟的构造以及分子层面与细胞层面生物钟的联系具有重要意义。4 农作物耐盐碱机制解析及应用利用AT1成果培育的甜高粱在宁夏平罗盐碱地生长情况土壤盐碱化又称土壤盐渍化，是指土壤中积聚盐分形成盐碱土的过程。我国有近15亿亩盐碱地，其中高pH的苏打盐碱地约占60%。据估计，约5亿亩盐碱地具有开发利用潜能。长期以来，我们对植物耐盐碱性的机制认识尚有不足，阻碍了耐盐碱作物的培育和盐碱地的开发利用。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗、中国农业大学于菲菲、华中农业大学欧阳亦聃等研究团队合作利用起源于非洲萨赫勒高盐碱地的高粱自然群体材料定位克隆到一个与耐碱性显著相关的主效基因AT1，并揭示了AT1在碱胁迫条件下调控水通道蛋白磷酸化水平来促进植物细胞中H2O2的外排从而赋予植物高耐盐碱性的机制。在盐碱地进行大田实验发现，基于耐盐碱等位基因AT1改良的作物耐盐碱能力显著提高，其中水稻、高粱和谷子等粮食作物均有效增产20%～30%。该研究为综合利用盐碱地和保障粮食安全提供了新思路。5 新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵单碱基编辑到大尺度DNA精准操纵基因组编辑在生物学和医学领域具有广阔的应用前景。然而，基因组编辑在编辑精度、DNA操控尺度和灵活性等方面仍有较大的限制。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队联合北京齐禾生科生物科技有限公司赵天萌团队利用人工智能辅助的大规模蛋白结构预测方法对基因组编辑新酶进行发掘。他们建立了基于三级结构的全新蛋白聚类分析方法，鉴定出多个全新脱氨酶家族成员，并开发了一系列适用于多样化应用场景的新型碱基编辑工具，解决了利用单个AAV进行递送和大豆高效碱基编辑的难题。为突破植物大尺度DNA精准操纵的瓶颈，他们整合优化引导编辑系统与位点特异性重组酶，开发了植物大片段DNA精准定点插入技术PrimeRoot，可实现对10 Kb以上大片段DNA的高效定点整合。此外，他们通过对基因上游开放阅读框的从头设计与理性改造，开发了精细下调靶蛋白表达的全新技术体系，并创制了产量相关性状呈梯度变化的系列水稻新种质，为作物性状精细改良提供了新方法。以上研究通过开展基因组编辑元件挖掘方法和技术体系创新，实现了对基因组的精准操纵，为作物改良和基因治疗提供了重要支撑。6 揭示人类细胞DNA复制起始新机制人体MCM2-7双六聚体（MCM-DH）冷冻电镜结构及DNA复制起始调控步骤DNA复制起始的精准调控是维持人类基因组稳定、抑制遗传疾病和癌症发生的关键生命过程之一。6个MCM基因编码的MCM2-7蛋白的双六聚体（DH）在成千上万个复制原点的组装是解开双链DNA和启动复制的必经过程。但是MCM-DH在染色体上具体的组装和作用机制尚不清楚。香港大学翟元梁、香港科技大学党尚宇、戴碧瓘等解析了人类MCM-DH复合物（hMCM-DH）的2.59-Å高分辨率冷冻电镜结构。在该结构中，hMCM-DH可直接降低DNA双链的稳定性，将位于两个六聚体结合处的DNA双链解开，并拉伸产生初始的开口结构（IOS）。IOS在基因组中成簇且广泛地分布于无转录活性的基因间区，并与偶发的DNA复制起始区域高度重合。干扰IOS会抑制hMCM-DH的形成，进而抑制相应DNA复制的启动。该研究不仅揭示了人类MCM-DH组装及初始DNA解旋以促进复制起始的新机制，也为开发以DNA复制为靶标的抗癌药物提供了重要基础。7 “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子拉索观测到的伽马暴GRB 221009A高能光子爆发的全过程伽马射线暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，万亿电子伏特（TeV）以上辐射观测对揭示其爆炸过程、辐射机制和探索新物理前沿都具有重要意义。2022年10月9日史上最亮的伽马射线暴GRB 221009A爆发信号飞越24亿光年的时空抵达地球。由中国科学院高能物理研究所曹臻领导的高海拔宇宙线观测站（简称“拉索”，英文LHAASO）国际合作组凭借拉索前所未有的高灵敏度和大视场优势，在国际上首次完整记录了伽马射线暴万亿电子伏特以上高能光子爆发的全过程，包括高能光子亮度在早期的快速增强过程，以及后期亮度突然快速减弱，由此确定此伽马射线暴的极端相对论喷流具有迄今已知最小的张角，揭开了此伽马射线暴成为史上最亮的秘密。拉索还精确测量了该伽马射线暴亮度随光子能量的变化，发现其亮度随能量变化的规律保持稳定，观测能谱延伸至十万亿电子伏特以上，超出了理论预期，挑战了伽马射线暴余辉辐射的标准模型。8 玻色编码纠错延长量子比特寿命量子纠错过程目前超导量子比特的错误率离实用化还相差十多个数量级，需要进行量子纠错以构建错误率更低的逻辑量子线路。量子纠错旨在充分利用无限维希尔伯特空间的冗余度来保护逻辑量子比特免受噪声的干扰。通过对错误的实时探测和纠正，逻辑量子比特的相干寿命将得以延长。然而，传统的量子纠错过程通常会不可避免地引入新的错误，使得量子纠错面临“越纠越错”的尴尬局面。如何使编码保护的逻辑量子比特的寿命超过体系中最佳物理量子比特，超越盈亏平衡点，是衡量量子纠错是否有效的关键判据。南方科技大学俞大鹏、徐源，福州大学郑仕标，清华大学孙麓岩等展示了一种基于超导电路量子电动力学架构的量子纠错方法，其核心技术是将逻辑量子比特二项式编码在一个与辅助超导比特色散耦合的微波谐振腔的离散光子数态中，其编码子空间与错误子空间严格正交。通过在辅助比特上施加截断频率梳脉冲，可高保真度地重复读取错误症状，并通过实时反馈控制反复纠正错误，从而有效延长逻辑量子比特的相干寿命，并超越盈亏平衡点达16%，实现了量子纠错正增益。该研究展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力。9 揭示光感受调节血糖代谢机制“眼-脑-棕色脂肪轴”介导光调节血糖代谢神经机制光是生命最重要的外部环境因素之一，可调节一系列重要生理与病理过程。公共卫生研究表明，人造光是代谢紊乱的高危因素，例如夜间光污染会显著增加糖尿病等代谢性疾病风险。然而，光对血糖代谢调节的生物学机制不明。中国科学技术大学薛天等揭示了光调控生物（小鼠和人）血糖代谢的神经机制。在动物模型上发现光信号被眼内的视网膜固有光敏神经节细胞（ipRGCs）接收后，通过下丘脑视上核AVP神经元、脑干孤束核GABA抑制性神经元，经交感神经最终到达棕色脂肪组织。光通过这一多级神经环路抑制棕色脂肪的交感神经活动，降低脂肪组织消耗血糖引起的产热，导致机体血糖代谢能力下降。更为重要的是发现在人体上同样存在类似的光感受调节血糖代谢的机制，蓝光污染显著降低人体消耗血糖的能力。该研究发现全新的“眼-脑-外周脂肪轴”介导光对血糖代谢产热的调节机制，为防治光污染导致的糖代谢紊乱相关疾病提供了理论依据与潜在的干预靶点。10 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制电化学原位透射电子显微镜技术研究锂硫电池界面反应锂硫电池具有极高的能量密度（理论值：2600 Wh kg-1）和较低的成本，然而受限于传统原位表征工具的时空分辨率及锂硫体系的不稳定性和环境敏感性等因素，在原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解尚不深入。厦门大学廖洪钢、孙世刚和北京化工大学陈建峰等开发高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。发现电池活性材料表面分子聚集成为分子团进行反应，电荷转移可以首先存储在聚集分子团中，分子团得到电子但不会发生转化，直到获得足够电子后瞬时结晶转化。而没有活性的材料表面遵循经典的单分子反应途径，多硫化锂分子逐步转化为Li2S。模拟计算表明，活性中心与多硫化锂之间的静电作用促进了Li+和多硫分子的聚集，证实分子聚集体中的电荷可以自由转移。近百年来，电化学界面反应通常被认为仅存在“内球反应”和“外球反应”单分子途径。该研究揭示了电化学界面反应存在第三种“电荷存储聚集反应”机制，加深了对多硫化物演变及其对电池表界面反应动力学影响的认识，为下一代锂硫电池设计提供指导。

2024年2月29日，国家自然科学基金委员会发布2023年度中国科学十大进展，以下10项重大科学进展入选：1. 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破2. 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制3. 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制4. 农作物耐盐碱机制解析及应用5. 新方法实现单碱基到超大片段 DNA 精准操纵6. 揭示人类细胞 DNA 复制起始新机制7. “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子8. 玻色编码纠错延长量子比特寿命9. 揭示光感受调节血糖代谢机制10. 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制，时长06:30“中国科学十大进展”遴选活动旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情，开展基础研究科学普及，促进公众了解、关心和支持基础研究，在全社会营造浓厚的科学氛围。自2005年启动以来，已成功举办18届。“中国科学十大进展”遴选活动坚持由第三方推荐的原则，并由基础研究领域的高水平专家学者广泛参与投票，确保遴选结果的公正性和代表性。历年入选进展较为全面地记录了我国基础科学研究的重要成果，得到了社会各界广泛关注，已成为盘点我国基础研究领域年度重大科学成果的品牌活动。2023年度第19届“中国科学十大进展”遴选活动由国家自然科学基金委员会主办，国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心（基础研究管理中心）和科学传播与成果转化中心承办，《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》《科学通报》协办，分为推荐、初选、终选、审议4个环节。《中国基础科学》等推荐了2022年12月1日至2023年11月30日期间正式发表的600多项科学研究成果，由近100位相关学科领域专家从中遴选出30项成果，在此基础上邀请了包括中国科学院院士、中国工程院院士在内的2100多位基础研究领域高水平专家对30项成果进行投票，评选出10项重大科学研究成果，经国家自然科学基金委员会咨询委员会审议，最终确定了入选2023年度“中国科学十大进展”的成果名单。2023年度中国科学十大进展简介1 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破盘古气象大模型的三维神经网络结构天气预报是国际科学前沿问题，具有重大的社会价值。现有数值天气预报范式源于20世纪50年代，即通过超算平台的大规模计算来求解大气运动偏微分方程组，实现对未来天气的预报。近些年使用该传统方法提升预报水平面临越来越大的挑战。华为云计算技术有限公司田奇、毕恺峰、谢凌曦等基于人工智能技术，提出了一种适配地球坐标系统的三维神经网络，能够有效处理天气数据中的复杂过程，并通过层次化时域聚合策略来有效减少迭代误差，成功实现了精准的中期天气预报。在1979-2017年全球天气再分析数据上训练后，构建了盘古气象大模型。该模型能够预报7天内的地表层和13个高空层的温度、气压、湿度、风速等气象要素，并将全球最先进的欧洲中长期天气预报中心（ECMWF）集成预报系统的预报时效提高了0.6天左右，在热带气旋的路径预报误差相较于ECMWF预报系统降低了25%。该模型仅需10秒即可完成全球7天重要气象要素的预报，计算速度较数值方法提升1万倍以上。该研究展示了人工智能和大数据在解决天气预报问题上的突破。2023年度中国科学十大进展2 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制古病毒复活开启衰老的潘多拉魔盒人类基因组是生命活动的“密码本”，它控制器官再生和机体稳态，亦影响器官退行及衰老相关疾病的发生。在该密码本中，素有“暗物质”之称的非编码序列约占98%，其中约8%为内源性逆转录病毒元件，为数百万年前古病毒整合到人类基因组中的遗迹。古病毒序列在衰老过程中的作用及其机制是尚未开拓的科学疆域。中国科学院动物研究所刘光慧、曲静和中国科学院北京基因组研究所张维绮等利用多学科交叉手段，揭示人类基因组中沉睡的古病毒“化石”在细胞衰老过程中，可因表观遗传失稳等因素被再度唤醒、进而包装形成病毒样颗粒并驱动细胞和器官衰老的重要现象。并据此提出古病毒复活介导衰老程序性及传染性的理论以及阻断古病毒复活或扩散以实现延缓衰老的多维干预策略。通过对人类基因组中蛋白编码区域的“逆老”基因进行系统排查，发现可重启人类干细胞、运动神经元和心肌细胞活力，逆转关节软骨、脊髓及心脏衰老的新型分子靶标，并构建一系列针对器官退行的创新干预体系。以上发现为衰老生物学和老年医学研究建立了新的理论框架，为衰老及老年慢病的科学干预和积极应对人口老龄化奠定了有益的基础。2023年度中国科学十大进展3 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制初级纤毛——生物钟的“有形”指针昼夜节律紊乱与睡眠障碍、精神抑郁相关，严重时可导致肿瘤、糖尿病等重大疾病的发生和发展。由于缺乏对生物节律调节机制的认识，当前国际上尚未研发出针对节律紊乱性疾病的有效治疗药物。军事科学院军事医学研究院生物医学分析中心李慧艳、张学敏等发现大脑视交叉上核（SCN）神经元的初级纤毛，这一细胞“天线”样结构，每24小时伸缩一次，犹如生物钟的指针，初级纤毛可能通过调控SCN区神经元的“同频共振”调节节律，其机制与Shh信号通路密切相关。因此，SCN神经元的初级纤毛可能作为机体中的“中央生物钟”的结构基础，参与生物钟内稳态的维持，而靶向SCN初级纤毛的Shh信号通路可能是治疗与昼夜节律紊乱相关的人类疾病的潜在治疗策略。该“有形”生物钟的发现，对于理解生物钟的构造以及分子层面与细胞层面生物钟的联系具有重要意义。2023年度中国科学十大进展4 农作物耐盐碱机制解析及应用利用AT1成果培育的甜高粱在宁夏平罗盐碱地生长情况土壤盐碱化又称土壤盐渍化，是指土壤中积聚盐分形成盐碱土的过程。我国有近15亿亩盐碱地，其中高pH的苏打盐碱地约占60%。据估计，约5亿亩盐碱地具有开发利用潜能。长期以来，我们对植物耐盐碱性的机制认识尚有不足，阻碍了耐盐碱作物的培育和盐碱地的开发利用。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗、中国农业大学于菲菲、华中农业大学欧阳亦聃等研究团队合作利用起源于非洲萨赫勒高盐碱地的高粱自然群体材料定位克隆到一个与耐碱性显著相关的主效基因AT1，并揭示了AT1在碱胁迫条件下调控水通道蛋白磷酸化水平来促进植物细胞中H2O2的外排从而赋予植物高耐盐碱性的机制。在盐碱地进行大田实验发现，基于耐盐碱等位基因AT1改良的作物耐盐碱能力显著提高，其中水稻、高粱和谷子等粮食作物均有效增产20%～30%。该研究为综合利用盐碱地和保障粮食安全提供了新思路。2023年度中国科学十大进展5 新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵单碱基编辑到大尺度DNA精准操纵基因组编辑在生物学和医学领域具有广阔的应用前景。然而，基因组编辑在编辑精度、DNA操控尺度和灵活性等方面仍有较大的限制。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队联合北京齐禾生科生物科技有限公司赵天萌团队利用人工智能辅助的大规模蛋白结构预测方法对基因组编辑新酶进行发掘。他们建立了基于三级结构的全新蛋白聚类分析方法，鉴定出多个全新脱氨酶家族成员，并开发了一系列适用于多样化应用场景的新型碱基编辑工具，解决了利用单个AAV进行递送和大豆高效碱基编辑的难题。为突破植物大尺度DNA精准操纵的瓶颈，他们整合优化引导编辑系统与位点特异性重组酶，开发了植物大片段DNA精准定点插入技术PrimeRoot，可实现对10 Kb以上大片段DNA的高效定点整合。此外，他们通过对基因上游开放阅读框的从头设计与理性改造，开发了精细下调靶蛋白表达的全新技术体系，并创制了产量相关性状呈梯度变化的系列水稻新种质，为作物性状精细改良提供了新方法。以上研究通过开展基因组编辑元件挖掘方法和技术体系创新，实现了对基因组的精准操纵，为作物改良和基因治疗提供了重要支撑。2023年度中国科学十大进展6 揭示人类细胞DNA复制起始新机制人体MCM2-7双六聚体（MCM-DH）冷冻电镜结构及DNA复制起始调控步骤DNA复制起始的精准调控是维持人类基因组稳定、抑制遗传疾病和癌症发生的关键生命过程之一。6个MCM基因编码的MCM2-7蛋白的双六聚体（DH）在成千上万个复制原点的组装是解开双链DNA和启动复制的必经过程。但是MCM-DH在染色体上具体的组装和作用机制尚不清楚。香港大学翟元梁、香港科技大学党尚宇、戴碧瓘等解析了人类MCM-DH复合物（hMCM-DH）的2.59-Å高分辨率冷冻电镜结构。在该结构中，hMCM-DH可直接降低DNA双链的稳定性，将位于两个六聚体结合处的DNA双链解开，并拉伸产生初始的开口结构（IOS）。IOS在基因组中成簇且广泛地分布于无转录活性的基因间区，并与偶发的DNA复制起始区域高度重合。干扰IOS会抑制hMCM-DH的形成，进而抑制相应DNA复制的启动。该研究不仅揭示了人类MCM-DH组装及初始DNA解旋以促进复制起始的新机制，也为开发以DNA复制为靶标的抗癌药物提供了重要基础。2023年度中国科学十大进展7 “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子拉索观测到的伽马暴GRB 221009A高能光子爆发的全过程伽马射线暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，万亿电子伏特（TeV）以上辐射观测对揭示其爆炸过程、辐射机制和探索新物理前沿都具有重要意义。2022年10月9日史上最亮的伽马射线暴GRB 221009A爆发信号飞越24亿光年的时空抵达地球。由中国科学院高能物理研究所曹臻领导的高海拔宇宙线观测站（简称“拉索”，英文LHAASO）国际合作组凭借拉索前所未有的高灵敏度和大视场优势，在国际上首次完整记录了伽马射线暴万亿电子伏特以上高能光子爆发的全过程，包括高能光子亮度在早期的快速增强过程，以及后期亮度突然快速减弱，由此确定此伽马射线暴的极端相对论喷流具有迄今已知最小的张角，揭开了此伽马射线暴成为史上最亮的秘密。拉索还精确测量了该伽马射线暴亮度随光子能量的变化，发现其亮度随能量变化的规律保持稳定，观测能谱延伸至十万亿电子伏特以上，超出了理论预期，挑战了伽马射线暴余辉辐射的标准模型。2023年度中国科学十大进展8 玻色编码纠错延长量子比特寿命量子纠错过程目前超导量子比特的错误率离实用化还相差十多个数量级，需要进行量子纠错以构建错误率更低的逻辑量子线路。量子纠错旨在充分利用无限维希尔伯特空间的冗余度来保护逻辑量子比特免受噪声的干扰。通过对错误的实时探测和纠正，逻辑量子比特的相干寿命将得以延长。然而，传统的量子纠错过程通常会不可避免地引入新的错误，使得量子纠错面临“越纠越错”的尴尬局面。如何使编码保护的逻辑量子比特的寿命超过体系中最佳物理量子比特，超越盈亏平衡点，是衡量量子纠错是否有效的关键判据。南方科技大学俞大鹏、徐源，福州大学郑仕标，清华大学孙麓岩等展示了一种基于超导电路量子电动力学架构的量子纠错方法，其核心技术是将逻辑量子比特二项式编码在一个与辅助超导比特色散耦合的微波谐振腔的离散光子数态中，其编码子空间与错误子空间严格正交。通过在辅助比特上施加截断频率梳脉冲，可高保真度地重复读取错误症状，并通过实时反馈控制反复纠正错误，从而有效延长逻辑量子比特的相干寿命，并超越盈亏平衡点达16%，实现了量子纠错正增益。该研究展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力。2023年度中国科学十大进展9 揭示光感受调节血糖代谢机制“眼-脑-棕色脂肪轴”介导光调节血糖代谢神经机制2023年度中国科学十大进展10 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制电化学原位透射电子显微镜技术研究锂硫电池界面反应

p 　　当我们在谈论生命时，我们谈论的都是化学分子。DNA也好，蛋白质也罢，正是这些生物大分子发生的原子重排，才催生出无数生化反应，为地球带来生命。 /p p style=" text-align: center " img title=" 001.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/c0bbe2b5-3415-4594-bc51-72b794f474de.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 　　本研究的主要负责人David Liu教授(图片来源：Broad研究所) /strong /p p 　　今日，Broad研究所的华人学者David Liu教授公布了一项了不起的研究!他的团队开发了一种“碱基编辑器”，能在细胞内用简单的化学反应，使DNA的一种碱基进行原子重排，让它变成另一种碱基。与CRISPR-Cas9等流行的基因编辑手段不同，这种技术无需使DNA断裂，就能完成基因的精准编辑。这项研究发表在了顶尖学术期刊《自然》上。 /p p style=" text-align: center " img title=" 002.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/25395cd0-f659-4486-b95c-07cbee1c729a.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 strong 　将近一半的致病变异来源于C-G组合到A-T组合的改变(图片来源：《自然》) /strong /p p 　　要看懂这项研究，我们先来看看DNA本身。我们知道，DNA的双螺旋结构由4种碱基：腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)组成。它们A和T配对，C和G配对，就像字母一样，编写了人类的遗传信息。然而由于化学结构的问题，C这个字母不大稳定，容易出现自发的脱氨突变，把原本的好好的C-G组合，变成A-T组合。据估计，每天人类的每个细胞里都会出现100-500次这样的突变。而人类已知的致病单碱基变异，高达一半属于这种突变。 /p p style=" text-align: center " img title=" 003.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/3079c9ad-aff8-4c2e-b7ab-54dc17de1cbe.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 　　合适的脱氨反应能将腺嘌呤转变为结构类似于鸟嘌呤的肌苷(图片来源：《自然》) /strong /p p 　　换句话说，如果我们能定点修复这些基因突变，把A-T变回C-G，就有望从根源上纠正人类的许多遗传疾病。这正是Liu教授团队的研究思路。在实验室中，他们观察到了一个很有意思的现象——腺嘌呤(A)在出现脱氨反应后，会变成一种叫做肌苷的分子，而它与鸟嘌呤(G)的结构非常接近，也能成功骗过细胞里的DNA聚合酶。简单的几轮DNA复制后，A-T组合就能变回C-G。 /p p 　　但科学家们遇到一个棘手的问题——自然界中并没有能够在DNA中催化腺嘌呤进行脱氨反应的酶。 /p p 　　如果没有现成的道路，那就开辟一条!在人体中，科学家们发现了一种叫做TadA的酶，它能催化转运RNA上的腺嘌呤(A)，使它脱氨。尽管催化的对象不同，但Liu教授的团队认为它有足够的应用潜力。于是，利用演化的力量，科学家们对TadA进行了改造。他们将编码TadA的基因引入大肠杆菌内，并寄希望于这种酶能在大肠杆菌快速的繁衍中，突变出催化DNA腺嘌呤的能力。 /p p style=" text-align: center " img title=" 004.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/77d2e2cb-4181-4432-b16c-f701f36c851b.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 strong 　本研究中，碱基编辑器的作用机理(图片来源：《自然》) /strong /p p 　　同时，科学家们也想到，DNA上的腺嘌呤特别多，总不能把他们全都转化为鸟嘌呤吧。因此，特异性地对某个碱基进行催化，是这套系统迈入实际应用的关键。Liu教授想到了自己的实验室邻居张锋教授，这名华人学者以CRISPR基因编辑技术而闻名于世。如果我们借助CRISPR-Cas9系统的精准，但不让它切开双链DNA，或许就能定点对腺嘌呤进行原子重排，让它变成另一种碱基。为此，科学家们在筛选TadA酶的过程中，也同样引入了一套切不动DNA的特殊CRISPR-Cas9系统，用于精准定位。 /p p 　　功夫不负有心人!这套系统虽然极为复杂，但在经历了漫长的7代筛选后，Liu教授团队终于开发出了一款全新的“碱基编辑器”，其核心正是能有效针对DNA的TadA酶。无论是在细菌里，还是在人类细胞中，这款编辑器都能顺利发挥作用。在人类细胞里，它的编辑效率超过了50%! /p p style=" text-align: center " img title=" 005.JPEG" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/e1500d56-ca99-4809-932c-2bd6c898751f.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　 strong 　这套系统能有效用于人类细胞(图片来源：《自然》) /strong /p p 　　尽管这套系统利用了CRISPR-Cas9系统，但科学家们在这篇论文里指出，他们开发的技术与CRISPR-Cas9系统各有千秋。在矫正单碱基突变方面，它比CRISPR-Cas9系统更为有效，也更“干净”。它几乎没有引起任何随机插入和删除等突变，在全基因组里的脱靶效应也要好于CRISPR-Cas9技术。要知道，这可是人们对CRISPR-Cas9技术安全性的最大担忧之一。 /p p 　　先前，研究人员们也同样开发了编辑其他碱基的方法。目前，Liu教授的团队已经有了把C变成T，把A变成G，把T变成C，以及把G变成A的工具。诚然，这些工具目前距离人类临床应用还有不小的距离。但要知道，它只涉及碱基的原子重排，无需让DNA双链断裂，从而降低了基因治疗过程中的风险。此外，许多遗传病都是单基因突变，用这些工具进行治疗也显得更为有的放矢。 /p p 　　我们感谢Liu教授的团队为我们带来如此令人兴奋的基因编辑新工具。毫无疑问，基因编辑的时代已经到来，你准备好迎接冲击了吗? /p p 　　参考资料：[1] Programmable base editing of AT to GC in genomic DNA without DNA cleavage /p p & nbsp /p

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 今年国庆假期开始后的三天里，2018年度诺贝尔奖的自然科学类奖项陆续揭晓。生理学或医学奖授予了发现免疫疗法的科学家；物理学奖颁给发明了光学镊子和啁啾脉冲放大技术的科学家；化学奖表彰了将进化论引入实验室的科学家。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 有趣的是，无论是生理学或医学奖、物理学奖，还是化学奖，都把智慧贡献给了最大的赢家——生物医学。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 生理学或医学奖： /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “临床应用发现此方法已经延长了很多患者的寿命” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 生理学或医学奖与生物医学的关系自不用说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 这次获诺奖的美国得州大学奥斯汀分校免疫学家詹姆斯· 艾利森（James P. Allision）和日本京都大学教授本庶佑（Tasuku Honjo），早在两年前就因为开创了“对肿瘤负性免疫调节的抑制治疗方法”而获得复旦大学的“复旦—中植科学奖”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “尽管目前还没有证据证明这种方法可以应用于治疗所有的癌症，但这是一个很好的开端，并且目前临床应用发现此方法已经延长了很多患者的寿命。”中国科学院北京基因组研究所研究员于军在接受《中国科学报》记者采访时说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 美国科学家艾利森从上世纪80年代就开始做T细胞免疫方面的研究，90年代发现了CTLA-4在T细胞的抑制效应，从此便在这个领域持续耕耘30多年。CTLA-4分子最初发现时还不被人重视，但随着它的治疗性抗体表现出明确、稳定的疗效，人们才意识到这是一个开创性的成就。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 日本科学家本庶佑是第一个发现PD-1的人，此后因PD-1、活化诱导胞苷脱氨酶的有关研究闻名，如今成为日本在18年内诞生的第18位诺奖得主。日本从2001年起制定了50年诞生30位诺奖得主的目标，如今时间才过去五分之二，这一目标已经完成过半。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 这个奖项还让美国耶鲁大学教授陈列平的科研成果备受关注。科学网博主王俊等科研人员“为陈列平教授鸣不平”，不过也有科学家认为“诺奖只颁给最早发现者，其他人虽也有很多贡献，但不是最早的发现人”。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 物理学奖： /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 能搬细胞，还能用来做近视眼手术 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 就像光学显微镜技术的提升曾经带来过很多重要基础研究成果一样，今年的诺贝尔物理学奖涉及的“激光物理学领域开创性的发明”虽然看起来是技术，却与基础研究特别是生物医学有着密切联系。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 今年诺贝尔物理学奖项的一半授予了96岁的美国贝尔实验室科学家阿瑟· 阿什金（Arthur Ashkin），表彰其在“光学镊子及其在生物系统中的应用”领域所做的工作。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “阿瑟开辟了这项技术后，一直坚持研究光镊对细胞、单分子、单个颗粒的应用。光镊技术的‘鬼斧神工’对于生命科学的意义，正如阿瑟所说：将细胞器从它正常位置移去的能力，为我们打开精确研究细胞功能的大门。”中国科学技术大学光镊研究组教授李银妹告诉《中国科学报》记者。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 另一半奖金由法国巴黎综合理工学院科学家杰拉德· 莫柔（Gé rard Mourou）和加拿大滑铁卢大学的女科学家唐纳· 史翠克兰（Donna Strickland）共同分享，以表彰他们在“产生高强度、超短光脉冲方法”方面的贡献。物理学奖为此迎来了它的第三位女科学家，也是55年来的第一位女科学家。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “在医学领域，超短超强激光可以产生一些新的成像技术，并用于近视眼手术，其产生的高能量质子束、高强度X射线可用于癌症的早期诊断与治疗。”中国科学院物理研究所光物理重点实验室研究员魏志义说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 当然，这些技术并不仅限于生命科学领域的应用，比方说，光学镊子在精密测量领域可以大显身手，超短超强激光在工业领域还可以用于特殊材料的高精度加工。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 化学奖： /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " “奖励的是一场基于进化的革命” /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 掌控进化，是今年诺奖化学奖的关键词。“今年的诺贝尔化学奖奖励的是一场基于进化的革命。”诺贝尔化学委员会主席克拉斯· 古斯塔夫松（Claes Gustafsson）说。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 美国女科学家弗朗西丝· 阿诺德（Frances H. Arnoid）、美国科学家乔治· 史密斯（George P. Smith）和英国科学家格雷戈里· 温特（Sir Gregory P. Winter）因为将“进化”引入实验室创造出新型化学品而获得诺贝尔化学奖。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 中国工程院院士、北京化工大学校长谭天伟认为，诺贝尔化学奖多次授予与化学有关交叉学科，也许侧重点或者出发点是从生物角度，但是其实很多都是跟化学有关的，例如原先的PCR（聚合酶链式反应）。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 中科院院士、中国科学院上海有机化学研究所所长丁奎岭表示，无论是物理学家还是生物学家，他们都为分子水平认知世界提供了创新的工具和方法，所研究的领域本质上其实还是化学研究的分子科学范畴。这次获奖体现了生物与化学的交叉与融合，尽管是生物学家做出的事情，但他们促进了从分子水平认知生物体的变化。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 总之，今年的诺奖自然科学奖说明人类为更好的生活而付出的努力。这些奖项的背后，是人类命运共同体向生命的未知探出的触角。诺奖的最大赢家是生物医学，更是整个人类。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 而对于中国来说，我们的差距有多大呢？以物理学奖为例，“如果问和世界水平有多大差距的话，可以说差距不大。不过，诺奖是给原创者的，而我国的超短脉冲、超高功率激光器，技术上没有很大创新，如果我们要获诺奖，还需要从源头上创新，而不是追求某些技术指标。”北京大学信息科学技术学院教授张志刚说。 /p

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 美国德克萨斯大学安德森癌症中心免疫学系教授詹姆斯· 艾莉森(James P. Allison)与日本京都大学免疫学系教授本庶佑（Tasuku Honjo）通过发现两种负向免疫调节分子、创建了“负负得正”的新型癌症免疫治疗方法而获得了2018年诺贝尔生理学或医学奖。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 其原创性贡献在于，他们两位于上世纪90年代初分别发现了两种抑制T淋巴细胞活化的负向免疫分子CTLA-4和PD-1，而T淋巴细胞有效活化并发挥杀伤功能，对机体监控肿瘤的发生发展及清除已经生长转移的肿瘤至关重要。他们两位创造性地制备了这两种分子的阻断性抗体，通过“负负得正”的原理，使原本处于抑制状态的T细胞的杀伤性功能得以恢复和强化，从而达到了高效广谱的肿瘤治疗目的，为众多癌症患者，特别是那些无法手术并对化疗、放疗无效的转移性晚期恶性癌症患者，带来了福音。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 两位免疫学家获得了今年的诺贝尔生理学或医学奖，可谓实至名归。实际上国际免疫学界对此期盼已久，原本推测该成果去年就有可能获奖。之所以此次获奖在众多免疫学家意料之中，是因为这是一项通过创新性基础研究，给人类健康与疾病防治带来革命性改变的重大科学发现与临床应用效果显著的成果。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 众所周知，大多数癌症患者一旦确诊，往往处于晚期阶段，多数患者不能进行手术治疗，或者缺乏有效的化疗药物与放射治疗方案，因此，他们迫切地需要科学家研制出新型有效的肿瘤治疗方法。一百年前，人们就尝试通过调动和激发机体内在的免疫功能，去抵御肿瘤的发生发展，并清除已经发生的肿瘤或者预防控制其转移，但因为抗肿瘤免疫应答反应的机制并不十分清楚，在肿瘤免疫治疗研制与应用方面并没有取得实质性的重大突破。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 直到上世纪九十年代，詹姆斯· 艾莉森和本庶佑分别于1995年和1992年在T淋巴细胞上发现了CTLA-4和PD-1，有趣的是，分别将这两种分子在小鼠模型中敲除之后，小鼠体内发生了严重的T细胞活化与广泛性重症炎症反应。他们意识到这两种分子对于T淋巴细胞功能活化而言，起到了“刹车器”般的抑制作用！ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 随后的系统性研究揭示了肿瘤可以巧妙地通过这两种“刹车器”负向分子抑制肿瘤患者的免疫功能。在此基础上，詹姆斯· 艾莉森与本庶佑分别制备了针对性阻断CTLA-4和PD-1作用的单克隆抗体，与药物研发企业合作，相继开展了肿瘤患者临床治疗试验。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 数年之后，该新型免疫疗法对于转移性晚期癌症的临床治疗效果令国际免疫学界乃至全球医学界异常振奋。2011年美国食品药品监督管理局（FDA）批准CTLA-4抗体上市，2014年PD-1抗体也获批上市，应用于癌症患者的临床治疗。随后发现，将两种抗体联合应用，其临床治疗更佳。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 由于以CTLA-4抗体和PD-1抗体为基础的新型癌症免疫疗法疗效显著，另一种癌症免疫疗法（CAR-T治疗白血病）也取得了突破性进展，2013年《Science》将癌症免疫疗法列为当年度的十大科学突破之首。至此，众多原本已经失去治疗机会的晚期癌症患者，有了可以治疗癌症的希望，同时，詹姆斯· 艾莉森与本庶佑也因创建该新型免疫疗法，而相继获得了一系列国际科技大奖，包括被称之为诺奖风向标的美国“拉斯克奖”、“生命科学突破奖”以及德国“科霍奖”等。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 笔者与该两位获奖者有过多次学术交流。曾于2007年邀请詹姆斯· 艾莉森教授第一次到中国访问，并在笔者主办的“上海国际免疫学会议”上作大会报告。2009年，Keystone免疫学研讨会在北京召开，笔者与本庶佑教授作为大会特邀报告人出席，会上会下交流颇多，收获也颇多。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 作为一位免疫学工作者，笔者对詹姆斯· 艾莉森教授与本庶佑教授的获奖倍感兴奋，同时，通过与两位获奖人的交流，以及对美、日两国生物医学科技界的了解，也有颇多感慨与感悟。联想到2011年三位免疫学家因为天然免疫与树突状细胞的研究而获得诺奖，笔者在《中国科学报》发表了文章《2011诺奖启示：关注学派级科学家的引领作用》。今天拟结合国内科技界发展现状，突出一个主题——关注基础科学的支撑与引领作用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 1、创新性基础研究对于国家科技实力提升以及自主性高新产业发展的奠基性作用：詹姆斯· 艾莉森教授与本庶佑教授的突破性工作是建立于上世纪九十年代的实验室的基础性发现，当时并没有想到会对肿瘤的临床治疗带来如此大的影响，更没有想到会造就上百亿美元的肿瘤治疗抗体产业。这得益于美国和日本政府与科技界对基础研究重要性的认识与大力支持，而非要看到“有用”’之后，再加以大力支持。这实际上是充分意识到、并在科技战略布局中，成功实践了“无用之用乃大用也”之理念。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2、稳定资助具有创造力的科学家群体而非跟风式支持热点课题的长远性作用：热点之所以成为热点是因为其已经“成熟”，热点易出成绩是有目共睹的，因为领军科学家往往乐于支持其追随者。多年来，我们周围四处可见以其导师体系或者课题为“营生”的科技人员，缺乏自主创造与自主性成长。当然，如何判断哪些是具有创造力的科学家，这需要一个良好的评判机制加以落实。日本政府为了推动免疫学研究，在大阪大学专门成立了国家免疫学研究中心并予以高强度经费支持，在横滨成立了免疫与过敏研究所，聚集了众多免疫学家进行研究，催生了一批国际成果，也造就了一个国际一流的免疫学家团队，这种科技管理模型值得借鉴。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 3、国家重大平台建设目标导向与科学家个体创造力有机整合的协同性作用：在体现国家大科学装置与大科学目标实施的过程中，一定要鼓励并保护好科学家个体的创造力，往往点上的突破可以对项目整体的协同进展起先锋作用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 4、积极鼓励具有国际视野并立足本土开展自主性创新研究的科研文化的支撑性作用：日本“诺奖井喷”现象令我们深思。本庶佑教授在其学术创新力已显露头角后，为创建日本国立卫生研究院（NIH），断然从美国回到日本。其抗体产生多样性的研究失去了一次获得诺奖的机会；回日本后完成的“活化诱导胞苷脱氨酶”的免疫学研究载入教科书，被誉为诺奖级发现；其PD-1的工作也是于日本本土完成。日本免疫学界还有数位诺奖有力竞争者，例如，发现Beta干扰素及揭示干扰素作用机制的Tadatsugu Taniguchi教授，发现白细胞介素6并成功研制抗炎抗体疗法的Tadamitsu Kishimoto教授，发现调节性T细胞的Shimon Sakaguchi教授等。自2000年以来的18年间，日本已经有16人获得诺贝尔自然科学奖（不含日裔美籍科学家），他们绝大多数的原创性工作是在日本本土完成的，这种鼓励立足本土开展自主创新的科研文化，对于科学家群体发挥才华与作出贡献，具有持久性激励与支撑作用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 5、挑战重大科学难题与科技评价体系的引导性作用：我国科技人员在科技选题方面确实存在倾向于“短平快”的问题，缺乏“十年磨一剑”的挑战难题攀高峰的雄心与勇气。如何依据我国国情和科技人员的境界拟定相关可操作性政策并加以实施，需要顶层设计与方向性政策引导。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 6、组建互补性团队与务实协同攻关对于重大科技创新的推动性作用：两位获奖人有共同特点，就是有团队、善合作、求协同、讲实效，从基础人员研究攻关形成科学思想到寻求临床医生合作开展多中心临床试验，再通过共赢模式到企业实现技术转化与产业化，真正做到了全链条创新，这值得我国科研人员学习。 /p

p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 氨逃逸分析的意义 /span /strong br/ /p p 　　当前，随着我国经济的持续发展，能源压力日趋紧张，环境污染已严重危害到我国人民的健康和生活质量。近年来河北、山东、北京等地被持续的大范围雾霾天气所笼罩，引发全社会的广泛关注。二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成。为了降低经济快速发展带来的雾霾、臭氧层破坏、温室效应及酸雨现象，我国要求使用燃煤的工厂(主要是火电厂和水泥厂)安装脱硝装置，降低氮氧化物的排放。 /p p 　　国内外应用较多且工艺成熟的选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝，均需要向烟气中喷入还原剂氨，使烟气中的氮氧化物还原成氮。 /p p 　　为了保证氮氧化物充分反应，提高脱硝效率，需要实现还原剂氨注入量的最优化。如果喷氨过多，则会产生氨逃逸，造成更严重的危害： /p p 　　1.逃逸的氨与烟气中的SO sub 3 /sub 反应生成NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub ，当后续烟道烟温降低时，NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 就会附着在空气预热器表面和飞灰颗粒物表面。 /p p 　　2.NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 可以沉积并积聚在催化剂表面，引起催化剂的失活。 /p p 　　3.NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 在低于150℃时，以液态形式存在，腐蚀空气预热器，并通过与飞灰表面物反应而改变飞灰颗粒物的表面形状，最终形成一种大团状粘性的腐蚀性物质。 /p p 　　4.这种飞灰颗粒物和在空气预热器换热表面形成的NH sub 4 /sub HSO sub 4 /sub 会导致空气预热器的压损急剧增大。 /p p 　　5.逃逸的氨导致飞灰化学性质发生改变，使得飞灰不能作为建材原料而得到利用。 /p p 　　所以，脱硝工艺喷氨量的控制，既要保障脱硝效率最高，又不能过量喷氨造成新的危害，需要对氨逃逸进行实时准确的在线分析。作为脱硝工艺中必不可少的关键监测设备，氨逃逸的准确稳定测量，对提高工业效率和安全生产有着重要的意义。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 氨逃逸分析的现状 /span /strong /p p 　　目前电力行业脱硝工艺基本上已经装配了氨逃逸在线分析系统，但在实际运行过程中这些氨逃逸在线分析系统往往存在着一些普遍性问题： /p p 　　1.氨逃逸数据为0或某个固定值，或只有仪表自身噪声信号，没有真正检测出逃逸氨，给性能验收和环保验收带来麻烦。 /p p 　　2.增大或减少喷氨量，氨逃逸数据无变化，没有趋势相关性，无法为电厂控制喷氨流量提供科学的数据参考。为了NOx达标排放可能会喷氨过量，造成氨水浪费和形成大量铵盐对后面设备造成严重腐蚀。 /p p 　　3.传统氨逃逸不能随时通标气进行验证，不能确保数据的准确性。 /p p 　　通过对这些氨逃逸设备实地调研分析，发现这些设备主要采用原位测量方式，将设备的发射端和接收端分别安装在烟道上，采取对射的方式。这种测量方式会有以下几种影响： /p p 　　1.测量点位置粉尘量大，激光透射率不足，导致无法测量。 /p p 　　2.为了解决透射率不足无法测量的问题，很多原位式分析仪采用斜角安装方式，即在烟道一角采取对射安装。这种方式测量的氨逃逸不具有代表性，不能反映烟道截面的真实状况，同时粉尘对测量仍然会造成影响。 /p p 　　3.测量精度和测量下限与光程相关，光程越长，测量精度和测量下限越好。采用斜角安装方式测量光程短，测量下限和精度不够，无法满足氨逃逸精确测量的需求。 /p p 　　4.现场振动和热膨胀因素，会造成激光对射不准，影响正常使用。 /p p 　　5.无法通标气标定和验证。 /p p 　　正是由于上述原因，原位式脱硝氨逃逸分析仪在实际使用中遇到了众多的困难，为了解决这些问题，国内一些企业将国外进口的分析仪进行改造，自己设计加工样气室，采用抽取式去除粉尘，抽取样气进入样气室测量，但是由于自身不掌握TDLAS核心技术，在改造过程中存在诸多技术问题及测量光程不够等因素，也没有取得良好的测量效果。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 多通道近位抽取高精度测量技术应用 /span /strong /p p 　　针对上述问题和现状，北京大方科技有限责任公司基于自身掌握的TDLAS核心技术，将多通道近位抽取及多次反射高精度测量技术应用于氨逃逸在线分析，成功解决上述问题，并得到了广泛应用。 /p p 　　一、采用高精度多次反射长光程技术 /p p 　　鉴于脱硝工程中氨逃逸对环境和设备的巨大危害，环保部对脱硝工艺中氨逃逸量有严格的规范。环保部2010年1月发布的环发[2010]10号《火电厂氮氧化物防治技术政策》以及2010年2月发布的标准HJ562-2010《火电厂烟气脱硝工程技术规范----选择性催化还原法》皆要求SCR氨逃逸控制在2.5mg/m sup 3 /sup (干基，标准状态)以下。因此，脱硝工程中的氨逃逸量极低(ppm量级)，这对氨逃逸分析仪的测量精度提出了极高的要求。 /p p 　　目前测量氨逃逸通常采用可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS技术)，其基本原理是朗伯-比尔定律(Beer-Lambert’s law)，依据朗伯-比尔定律，当单色光穿过均匀气体介质时透射光强和入射光强的关系, 如方程(1)、(2)所示： /p p style=" margin-left:13px text-indent:21px line-height:150% text-autospace:none" span style=" font-size:21px line-height:150% font-family:仿宋" & nbsp img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f1b1356f-e59a-4815-a181-8722c53bd3d8.jpg" title=" 公式.png" / & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p 　　其中，P 为气体的压力； /p p 　　T 是样品气体的温度； /p p 　　Xabs 是被测气体在样品气体中的摩尔百分比； /p p 　　L 为光程长度； /p p 　　S 为吸收谱线的强度； /p p 　　fn为吸收谱线的线型函数。 /p p 　　由公式可知光程长度越长，气体的吸收强度越强，所得到信号的信噪比越好，也就是说测量光程越长，测量精度越高。大方科技自主开发多次反射高温样气室，激光在样气室中多次反射，如图1为多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图，光程可达30米，极大的提高了测量精度和检测下限。通过光程的提高，很大程度的解决了传统氨逃逸光程短、测量精度不足的问题。 /p p style=" text-align: center " 　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/5c6248b5-acb0-4782-b0e4-1b81f607f144.jpg" title=" 图1.png" / 　 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图1.大方科技多次反射技术样气室中光路轨迹仿真图 /span /p p 　　二、多通道近位抽取测量技术应用 /p p 　　针对原位式氨逃逸在线分析系统受烟尘和烟道震动影响等因素，大多数氨逃逸在线分析系统已采用抽取式技术路线，将烟气抽出经过预处理后进行测量，很好的解决了上述问题。目前已有的抽取式氨逃逸在线监测系统多采用单点取样，将一根取样探杆沿烟道长边中心位置插入至烟道核心区域，虽然和传统的原位式氨逃逸分析仪安装在烟道角落位置相比，目前单点核心区域抽取更具代表性，但对于大型机组烟道尺寸很大(通常长边可达13米以上)的情况下，烟道内流场分布复杂，截面上氨逃逸浓度也不尽相同，为了更准确的代表烟道中氨逃逸的浓度，需要实现多点测量。如果单点测量是一台通用测量设备，那么多点测量则是一台高端设备，满足高质量、高要求用户的需求。 /p p 　　大方科技在抽取式技术路线基础上，通过产品小型化、外置过滤装置、减震安装装置设计、近位恒温控制、流路控制等成功实现多通道近位测量技术。近位测量实现取样气体从取样探杆出来直接进入分析气室，不需要伴热管线，减少了系统的响应时间，降低氨气吸附的风险，降低伴热管线堵塞及损坏的可能，提高了系统的可靠性和耐用性。取样点的位置和取样探杆的长度可根据现场情况设计，既可实现同一烟道多点同时测量，也可以实现多烟道多通道测量，且每个取样点可独立反吹。通道数量可以1~6任意扩展。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/9f23d8c0-cf6c-42b2-ac42-dc46822639d5.jpg" title=" 图片2.png" / /p p style=" text-align: center " 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 　图2.大方科技近位抽取氨逃逸在线分析系统主机实物图 /span /p p 　　大方科技率先开展氨逃逸的多点取样测量，成功实现了两点、三点、四点以及网格取样的应用，测量准确有代表性，得到了用户的高度评价。 /p p 　　三、复杂烟气工况高温近位抽取预处理技术应用 /p p 　　由于我国燃煤种类及燃烧工艺的复杂多样性，烟气具有高温、高湿、高腐蚀、高粉尘的特点，且每家的工况环境各异，这给氨逃逸的在线监测带来了不确定性。氨分子极易溶于水且具有极强的吸附性，因此要求整个系统中不能存在冷点，也不能降温除水，需要在高温下完成测量。由于烟气中存在大量的粉尘，要求预处理系统既能够将粉尘过滤掉，避免造成光学器件的污染，又不能堵塞，加大现场的维护量。烟气中含有SO3、NH3等腐蚀性气体，且湿度大，要求整个烟气流路需要做防腐处理。所以，开发适合我国烟气工况，且适应强的氨逃逸在线分析系统，其首要难点之一是烟气预处理系统的开发。 /p p 　　针对上述复杂工况，大方科技结合自身在烟气预处理多年摸爬打滚的经验，成功开发了稳定可靠的近位抽取预处理系统。抽取气体直接进入气室，不需要经过伴热管线，烟气接触的流路全程高温伴热250℃以上无冷点，避免氨气吸附和损失，保证样气真实性。系统滤芯采用碳化硅过滤器，在高温下不会与SO2、NH3等腐蚀性气体发生化学反应，且滤芯采用后置安装，无需专业工具拆卸，更换和清理极其方便。每个通道皆具有自动反吹控制，反吹间隔和反吹时长根据工况设置，有效避免滤芯堵塞。 /p p 　　对于氨逃逸监测而言，复杂的烟气工况环境是造成故障率攀升的主要原因。所以，预处理系统的稳定性和耐用性是氨逃逸监测设备的核心竞争力之一。大方科技近位抽取式预处理技术的应用，极大的提高了系统稳定性，结合多次反射长光程技术的应用，保障了测量结果的准确，为合理喷氨提供了科学的数据支撑。图3为大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图，红色为喷氨量曲线，黄色为氨逃逸曲线，当系统的喷氨量发生变化时，氨逃逸数据曲线也相应地变化，从图上看喷氨量和氨逃逸曲线趋势一致，相关性高，为系统的安全、经济运行提供有价值的数据参考。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/f84c9423-8972-473b-83c6-2c3ca3349309.jpg" title=" 图3.png" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 图3.大方科技氨逃逸在线分析系统现场趋势图 /span /p p style=" text-align: right " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 【供稿来源：北京大方科技有限责任公司】 /span br/ /span /p

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" width=" 600" tbody tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 脱硝氨逃逸监测系统 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京华科仪科技科技股份有限公司 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 177" p style=" line-height: 1.75em " 李丹 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " Lidan@huakeyi.com /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □正在研发 & nbsp & nbsp □已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 123" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 525" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " □技术转让 & nbsp & nbsp □技术入股 □合作开发& nbsp & nbsp √其他（自主研发） /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center " img style=" width: 350px height: 299px " title=" 北京华科仪-科学仪器研发成果征集图片.jpg" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/23de24d4-fe7e-4254-b759-9b454650e179.jpg" width=" 350" height=" 299" / /p p style=" line-height: 1.75em " & nbsp & nbsp & nbsp 目前，国内各大电厂的脱销设备都已经在运行之中，但据我们的市场调研，目前国内市场上所使用的逃逸氨的监测仪表，90%以上都是进口产品，这些产品都是采用激光吸收光谱原理来测量的。实际的运行情况来看，几乎没有能够准确测量的产品，监测下限无法满足用户需求，主要原因就是粉尘干扰，光程短，结晶等原因。目前国内市场对能够准确测量逃逸氨的在线分析仪器有迫切需求。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 我公司研发的逃逸氨分析仪HK-7501，打破常规分析原理，利用化学比色法来检测逃逸氨浓度，大大降低了检测下限，使之能够达到0.05ppm，完全满足用户需求，而且比激光法的检测下限低了2个数量级。该仪器的检测方法与(GB/T18204.25-2000)国家标准公共场所空气中氨测定方法是相同的，进一步提高了可实施性。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp HK-7501脱硝氨逃逸在线分析系统采用化学比色法测量，适用于烟气脱硝后对逃逸氨的自动监测。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该系统采用180℃-250℃全程高温伴热取样，可保证样品不失真，可避免管路产生NH3气吸附、结晶堵塞管路等情况。抽取的样气经过雾化稀硫酸溶液吸收与吸收池中吸收液双重吸收，然后通过比色定量计算出氨与样气体积比，得到烟气中逃逸氨浓度。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 对烟气逃逸氨的双重吸收可完全将烟气中的逃逸氨吸收，雾化稀硫酸溶液在对烟气逃逸氨吸收的同时可对取样管道较容易结晶的位置进行有效冲洗。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该系统采样探头采用金属陶瓷覆膜技术，耐腐蚀、大流速、颗粒多的环境。精度为0.2um，有效阻止烟气中的粉尘进入系统，同时反吹系统可有效对其进行定时反吹清洗，有效保证系统正常运行，且方便维护等。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 该测量系统较传统激光法不需考虑烟道粉尘对激光透射率的影响，以及现成震动、热膨胀等原因造成激光发射器与接收光路对不准而不能进行测量。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 技术指标： br/ & nbsp & nbsp & nbsp HK-7501脱硝氨逃逸在线分析系统技术指标： br/ & nbsp & nbsp & nbsp 1分析物：脱硝氨逃逸量 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 2分析方法：吸收液吸收、纳氏试剂比色法 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 3测量范围：0-10ppm，0-50ppm(可定制) br/ & nbsp & nbsp & nbsp 4检测下限：0.05ppm br/ & nbsp & nbsp & nbsp 5重复性：1%F.S br/ & nbsp & nbsp & nbsp 6漂移：可忽略 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 7线性误差：＜1%F.S br/ & nbsp & nbsp & nbsp 8测量周期：6-20min br/ & nbsp & nbsp & nbsp 9报警输出：系统故障报警，浓度超限报警，雾化温度报警 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 10模拟量输出：1路( & nbsp & nbsp 0-10mA、0-20mA、4-20mA)，隔离，最大负载750& amp #937 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 11继电器输出：3路 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 12通讯接口：RS485 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 13伴热温度：180℃-250℃ br/ & nbsp & nbsp & nbsp 14标定周期：出厂完成标定，定期可用标液进行标定 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 15取气流量：0-5L/min br/ & nbsp & nbsp & nbsp 16工作电压：AC200V-240V br/ & nbsp & nbsp & nbsp 17系统功率：≤5KW br/ & nbsp & nbsp & nbsp 18压缩空气：0.7-1.0MPa br/ & nbsp & nbsp & nbsp 19机柜尺寸：850mm(长)*600mm(宽)*1780mm(高) /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 此项成果符合GB/T18204.25-2000《公共场所空气中氨测定方法》等相关国家标准，广泛适用于燃煤电力、水泥、冶金、石化、玻璃、陶瓷等领域烟气脱硝后烟气氨逃逸在线监测。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 市场预测： br/ & nbsp & nbsp & nbsp 经济效益: br/ & nbsp & nbsp & nbsp 目前，该产品的实验样机已经成型，如果转化成成品，预计2016~2017年度销量在250台左右，预计2016~2019三年的销售额在1.1亿左右，预计可以为公司带来5500万元的利润。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 社会效益， br/ & nbsp & nbsp & nbsp 1& nbsp 提高国产仪器的市场占有率，打破进口仪器一统天下的局面。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 2& nbsp 对在线分析逃逸氨的方法，有了更深入的研究和创新，对提高逃逸氨的检测精度有重要意义。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 3& nbsp 协助控制喷氨量，有效防止空预器腐蚀和堵塞。以最少的喷氨量获得最大的脱销效率。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 4& nbsp 对控制减少烟气中的氮氧化物排放，节能减排，减少大气污染有重大意义. /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 此项成果（HK-7501）脱硝氨逃逸在线分析系统目前拥有2项发明专利、1项实用新型专利、4项外观外观专利、软件著作权1项： br/ & nbsp & nbsp & nbsp 一种有效吸收烟气中逃逸氨的预处理方法和装置（发明专利）& nbsp & nbsp 201510953955.3 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 一种比色法测量烟气中氨含量的装置及方法（发明专利）& nbsp & nbsp 201510953977.0 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 在线氨逃逸测量装置（外观专利）& nbsp & nbsp 201530538473.2 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 在线氨逃逸取样装置（外观专利）& nbsp & nbsp 201530538471.3 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 在线氨逃逸检测系统取样探头（外观专利） 201530538466.2 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 在线氨逃逸检测装置（外观专利）& nbsp & nbsp 201530538461.X br/ & nbsp & nbsp & nbsp 一种在线氨逃逸检测仪（实用新型专利）& nbsp 201521101576.3 /p /td /tr /tbody /table p & nbsp /p

国内外对焦炉煤气的脱硫工艺分为正压脱硫和负压脱硫二种。某公司焦炉煤气净化一开始采用HPF正压脱硫工艺，但脱硫效率低，且正压脱硫需将煤气冷却，送入脱硫塔进行脱硫、脱氰，经过脱硫后，煤气进入硫铵单元，又需对煤气进行预热，煤气经过冷却、预热存在较大的能源浪费，不利于节能降耗生产，对此该公司将正压脱硫工艺改为负压脱硫工艺，采用红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500对脱硫效果进行监测，项目运行3年来，脱硫效率提高，节能效果显著，具有良好的经济效益和环保效益。 一、正、负压脱硫工艺对比1、正压脱硫工艺 从鼓风机来的约55～60℃的煤气，先进入预冷塔，用循环水冷却至30℃左右，然后进入脱硫塔。预冷塔用冷却水自成循环系统，从塔底排出的热水经循环泵送往冷却器，用循环冷却水换热后进入预冷塔顶部喷洒用于冷却煤气，预冷循环水定期进行排污，送往机械化澄清槽，同时往循环系统中加入剩余氨水予以补充。 从预冷塔来的煤气进入脱硫塔底部与塔顶喷淋的脱硫液逆向接触，脱除H2S、HCN后由塔顶溢出去往硫铵单元。 从脱硫塔底排出的脱硫液经液封槽进入反应槽，再由脱硫液循环泵送出，一部分经过冷却器冷却后与另一部分未冷却液体混合后经预混喷嘴送入再生塔底部，同时在再生塔底部鼓入压缩空气，使脱硫液在塔内得以再生，再生后的脱硫液于塔上部经液位调节器流至脱硫塔循环喷洒使用，上浮于再生塔顶部扩大部分的硫泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，产生的硫泡沫用泵送至离心机离心分离，滤液返回反应槽，硫膏装袋后外销。 脱硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脱硫反应槽加入脱硫液循环系统。 2、负压脱硫工艺 电捕来的约25℃煤气进入填料脱硫塔底部，与塔顶喷洒下来的再生溶液逆向接触，吸收煤气中的H2S和HCN（同时吸收煤气中的NH3，以补充脱硫液中的碱源）。脱硫后煤气进入鼓风机单元。脱硫塔底吸收了H2S、HCN的循环液，经脱硫液泵进入再生塔底预混喷嘴（脱硫液温度高时，部分进入板框式换热器进行冷却），与压缩空气剧烈混合，形成微小气泡后进入再生塔底部，沿再生塔上升过程中，在催化剂作用下氧化再生。再生后的脱硫液于再生塔上部经液位调节器进入U型管后，进入脱硫塔顶分布器，循环喷淋煤气。 上浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽，产生的硫泡沫用泵送至板框式压滤机，滤液进入放空槽后，由放空槽自吸泵送至脱硫塔底继续循环使用，硫膏装袋后外销。脱硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脱硫塔底，加入脱硫液循环系统。 3、正、负压脱硫运行指标对比 在同等煤气发生量情况下，采用红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500对正负压脱硫工艺的脱硫效果进行对比监测，再综合脱硫工艺各方面运行参数，可得出正压脱硫与负压脱硫运行指标如下。 由上表可知，负压脱硫较正压脱硫，脱硫塔入口煤气温度降低了6℃，脱硫液温度降低了5.5℃，脱硫液温度的降低，有利于挥发氨（游离氨）浓度的提高，挥发氨浓度提高了5.2g/L；副盐浓度由300g/L以上降低至250g/L以下，降低了52.8g/L，副盐浓度的降低有利于脱硫效率的提高，脱硫效率由86.3%提高至99.0%，提高了12.7%。 二、正、负脱硫工艺特点对比1、 温度变化 正压脱硫位于鼓风机后，进入脱硫工段的煤气温度约55～60℃，而脱硫反应适宜温度为25～35℃左右，脱硫工段后为硫铵工段，而硫铵工段适宜吸收反应温度为50～55℃，因此煤气经正压脱硫进入硫铵工段需对煤气现冷却再加热，存在较大的能源浪费。 负压脱硫位于电捕后，鼓风机前，进入脱硫工段的煤气约25℃，满足脱硫吸收、再生要求，而经过风机后的煤气直接进入硫铵工段，避免了对煤气冷却和预热，温度变化梯度更加合理，节约了冷能和热能，降低了系统能耗。 2、游离氨浓度 HPF法脱硫是以氨为碱源的湿法氧化脱硫，吸收过程为化学反应，即通过吸收煤气中的氨（或外加氨水），增加氨的浓度提高对硫化氢、氰化氢等物质吸收效率，脱硫液中游离氨的浓度越高越有利于脱硫反应。 正压脱硫经过预冷后煤气温度一般在30℃左右，负压脱硫煤气温度为25℃左右，其脱硫液温度较正压降低5℃左右，脱硫液温度低有利于氨的吸收、溶解，同时避免了正压条件下预冷喷洒液的直接接触吸收煤气中的氨。因此，负压脱硫工艺有效提高了游离氨（挥发氨）浓度，游离氨浓度由正压脱硫的4～6g/L提高至负压脱硫的10～12g/L，达到较高的吸收效率，进而提高了脱硫效率。3、设备投资 负压脱硫与正压脱硫设备上相比，脱硫工段不再用预冷塔及其配套的循环喷洒泵、换热器等设备，硫铵工段不再用预热器，节约大量设备投资，占地面积减少近80m2。 负压脱硫根据工艺特点，不用反应槽，节省两个约150m3的反应槽，占地面积减少约120m2。 4、环保效益 负压脱硫再生尾气回收至煤气系统内，减轻对大气污染的同时，尾气中的氧气、氨气等有效组分进入脱硫吸收塔内，参与脱硫吸收、解离反应，进一步增强了脱硫效率。 三、负压脱硫经济经济效益 负压脱硫较正压脱硫减少预冷塔、预冷喷洒泵、预冷换热器、反应槽等设备；减少煤气冷却消耗循环冷却水量150m3/h；节省硫铵预热器蒸汽量1t/h（冬季）。因此负压脱硫较正压脱硫节省成本为： 1）降低循环消耗成本：节约循环水量为150m3/h，按0.5元/m3、年运行360天计，则年节约循环冷却水成本为150×24×360×0.5=64.8万元。2）降低蒸汽消耗：节约蒸汽量为1t/h，蒸汽按150元/t、冬季按120天计，则年节约蒸汽消耗成本为1×24×120×150=43.2万元。 3）降低设备投资成本：减少预冷塔、循环泵、换热器、反应槽等设备及工程投资费用约500万元。按设备折旧费用计，年降低投资费用50万元。 则年降低成本为：64.8+43.2+50=158万元。另外，脱硫效率的提高，降低了脱硫后煤气中硫化氢含量，进一步降低燃烧时二氧化硫排放量，环保效益显著。 四、结论 1、负压脱硫较正压脱硫减少预冷系统、反应槽等设备，投资费用低，占地面积小，操作简便。 2、负压脱硫较正压脱硫较好地利用了煤气温度变化梯度，避免煤气经过冷却再加热，降低了循环冷却水及蒸汽消耗成本，经济效益显著。 3、负压脱硫入口煤气温度、脱硫液温度较正压脱硫降低约5℃，挥发氨浓度提高至10g/L以上，提高了对硫化氢的吸收，进而提高了脱硫效率。 4、负压脱硫再生尾气全部并入煤气负压系统，实现了脱硫尾气“零”排放，改善了工作环境，降低了大气污染。 5、负压脱硫较正压脱硫效率显著提高，降低了煤气中硫化氢含量，进而减少燃烧时二氧化硫的排放量，具有显著的环保效益。（来源：微信公众号@工业过程气体监测技术）

1月24日，国家能源集团在京召开技术发布会，正式对外发布燃煤锅炉混氨燃烧技术。该技术日前顺利通过中国电机工程学会与中国石油和化学工业联合会组织的技术评审。 专家一致认为，该技术在40兆瓦燃煤锅炉实现混氨燃烧热量比例达35%属世界首次，项目为我国燃煤机组实现二氧化碳减排提供了具有可行性的技术发展方向，对我国实现碳达峰碳中和目标有重大促进作用，建议在更大容量的煤粉锅炉上进行工业示范。 燃煤发电的二氧化碳排放量巨大，目前占我国总二氧化碳排放量的34%左右，因此，减少燃煤发电的二氧化碳排放是我国顺利实现碳达峰碳中和目标的关键。 与氢相比，氨体积能量密度高，单位能量储存成本低，大规模储存和运输基础设施与技术成熟完善，是一种极具发展潜力的清洁能源载体和低碳燃料。 国家能源集团所属烟台龙源电力技术股份有限公司（以下简称龙源技术）相关负责人表示，考虑到目前可再生能源生产氨的能力有限，短期内不可完全替代煤炭，因此，采用氨与煤在锅炉中混燃的方式降低燃煤机组的二氧化碳排放，是现阶段更加可行的技术发展方向。 然而，目前全球范围内将氨作为低碳燃料的研究仍处于起步阶段，且皆集中在实验室小尺度研究，还未能在工业尺度条件下验证将氨作为低碳燃料大规模使用的可行性。 国家能源集团通过对氨煤混燃机理实验研究、40兆瓦燃煤锅炉混氨燃烧工业试验研究，验证了燃煤锅炉混氨燃烧的可行性，开发了燃煤锅炉混氨燃烧技术，为我国未来燃煤机组实现大幅度碳减排探索出了一条有效技术路径，将会有力地支撑国家碳达峰碳中和目标的顺利实施。 “该技术成果首次以35%掺烧比例在40兆瓦燃煤锅炉上实现了混氨燃烧工业应用，开发了可灵活调节的混氨低氮煤粉燃烧器，并配备多变量可调的氨供应系统，完成了对氨煤混燃技术的整体性研究，为更高等级燃煤锅炉混氨燃烧系统的工业应用提供了基础数据和技术方案。”龙源技术相关负责人说。 研究已初步表明，燃煤锅炉混氨燃烧对机组运行的影响很小，燃料燃尽和氮氧化物排放优于燃煤工况，表明现有燃煤机组只需进行混氨燃烧系统改造，而锅炉主体结构和受热面无需进行大幅改造，即可实现混氨燃烧，达到大幅降低二氧化碳排放的目标。 专家组认为，该项技术成果将改变传统高碳排放的燃煤发电方式，逐步实现化石燃料替代，大幅度缩减燃煤机组碳排放，为我国未来燃煤机组实现大幅度碳减排探索出一条有效技术路径，为推动我国化石能源高效清洁高效利用，国家“双碳”目标的实现提供了有力的技术支撑。 中国工程院院士黄其励表示，该项目的第一完成单位龙源技术在二十年前自主开发的等离子体点火及稳燃技术，通过技术鉴定后迅速在全国推广，节约了大量的锅炉点火和低负荷稳燃用油，为我国燃煤机组节油作出了巨大的贡献。国家能源集团作为“大国重器”，勇担社会责任，科技创新引领强企之路的步伐从没有间断，在国际上首次开发出了高比例混氨燃烧技术，走在了世界前列。