核糖核酸酶来源于米曲霉

2021年6月4日中国计量科学研究院发布全球首个新型冠状病毒核糖核酸假病毒弱阳性口腔粘液基质标准物质(高浓度和低浓度)。▲规格：200μL/管（研制单位：中国计量科学研究院）新冠病毒核酸检测最常见的样品为咽拭子，但目前国内外尚未有以口腔粘液为基质的新型冠状病毒核糖核酸检测标准物质。通过模拟临床检验咽拭子样本的基质和病毒浓度，可最大限度地重现新冠病毒核酸临检样本检测过程，对咽拭子样品从RNA提取至核酸扩增检测的全过程进行质控，为新型冠状病毒检测实验室的弱阳性和位于灰区的检测结果提供判定参考，满足了国家卫健委新型冠状病毒肺炎实验室检测技术指南中的新型冠状病毒核酸检测过程质量控制的要求，并可用于新型冠状病毒检测试剂盒性能验证。该标准物质是采用重量法，将NIM-RM5203新型冠状病毒（2019-nCoV）假病毒核糖核酸标准物质添加到人工模拟的口腔粘液基质中制备而得。将重量法配制值作为标准物质ORF1ab基因和N基因的标准值。资源来源于：中国计量科学院。

转座在生物体基因重塑过程中具有关键性的作用。IS200/IS605 和 IS607 家族的插入序列（insertion sequences, ISs）是最简单的可移动遗传元素之一，仅包含其转座和调节所需的基因。2021年9月9日，张锋团队在Science杂志上发表了一篇题为 The widespread IS200/605 transposon family encodes diverse programmable RNA-guided endonucleases 的文章（详见BioArt报道：Science | 张锋团队再发文：源于IS200/605转座子家族的多种核酸酶或可成为基因编辑新工具）【1】，重建了CRISPR-Cas9系统的进化起源，发现了3种高度丰富但功能未知的转座子编码的可编程RNA引导核酸酶：IscB、IsrB和TnpB，并对IscB的蛋白功能进行了详细探究。该研究还发现TnpB可能是CRISPR-Cas9/Cas12核酸酶的祖先，推测TnpB也具备RNA引导的核酸酶活性。近日，来自立陶宛维尔纽斯大学的Virginijus Siksnys团队（CRISPR开创者之一，通过研究CRISPR-Cas9 生化性质，得出了Cas9酶可以定点切割DNA的结论，特别致敬CRISPR幕后的英雄们——最全的一份CRISPR英雄谱）在Nature杂志上在线发表了题为Transposon-associated TnpB is a programmable RNA-guided DNA endonuclease的研究论文。研究人员通过一系列生化实验证实CRISPR-cas核酸酶的祖先TnpB是可重编程的 RNA 引导的功能性核酸酶。TnpB通过reRNA（right element RNA，长非编码RNA，来源于ISDra2转座子中的RE元件）引导去切割靠近TTGAT转座相关模块（Transposon associated motif, TAM）5’端的DNA，并可以切割人类基因组DNA。如图1所示，IS200/IS605家族的Deinococcus radiodurans ISDra2中包含tnpA和tnpB基因，以及位于两侧的LE（Left element）和RE（Right element）。在纯化TnpB的过程中，作者发现有许多RNA也被一同纯化。对TnpB结合的RNA进行small RNA测序（sRNA-seq）分析，发现它们大多是长度约为150nt的长非编码RNA，来源于ISDra2中的RE序列，作者将这些RNA称为reRNAs（right element RNA）。reRNA 3’端的16nt来源于IS200/IS605转座子的侧翼DNA序列，其余序列与TnpB基因的3’端和RE序列匹配，说明TnpB可以与转座子3’端来源的reRNA形成RNP复合物。图1. D. radiodurans ISDra2位点PAM（protospacer adjacent motif）序列是Cas9或Cas12核酸酶启动DNA切割所必须的，那么TnpB发挥作用可能也需要类似的序列。通过PAM鉴定实验【2】，作者观察到在目标基因5’端上游富集了大量的TTGAT序列，并称之为Transposon Associated Motif (TAM)。体外DNA切割实验证实TnpB具备RNA引导的靶向dsDNA的核酸酶活性。进一步分析发现，将TnpB序列中的RuvC-like活性位点突变后，TnpB失去了切割能力，说明RuvC模块与TnpB的活性相关。研究人员发现实现TnpB的DNA切割功能需要同时满足两个条件：（1）TAM序列；（2）与靶基因匹配的位于reRNA 3’端的序列。随后，作者对切割产物进行了测序分析，结果显示，TnpB采取的是一种交错切割模式，在NTS（non-target strand）的多个位置和 TS (target strand) 的单个位置进行切割，最终产生5’-悬挂端（overhangs）（图2）。图2. TnpB-reRNA复合物切割双链DNA的实验设计及流程最后，作者探究了TnpB在细胞内切割目标dsDNA的能力。首先，在E.coli中进行的质粒干扰实验表明TnpB可以在原核生物体内切割dsDNA。紧接着，作者想知道TnpB是否可以应用于切割人类基因组。将编码TnpB和reRNA的工具质粒转染至HEK293T细胞中，72小时后，提取基因组DNA（gDNA）测序分析目标切割位点中的序列插入和删除（insertions and deletions，indels）情况（图3）。实验结果显示，TnpB在两个测试靶点（AGBL1-2和EMX1-1）中引入突变的频率为10%-20%，这与之前报道过的CRISPR-Cas9和Cas12的效率类似【3-7】。进一步分析发现，切割位点引入的删除突变占主导地位，与Cas12切割谱中观察到的现象类似【5,7】。这些结果说明RNA引导的TnpB核酸酶可以切割真核生物的基因组DNA。图3. 利用TnpB编辑人类基因组综上所述，该研究从ISDra2系统中鉴定了一个新的具有dsDNA切割功能的核酸酶TnpB，其在原核和真核细胞中均能有效切割dsDNA，具有编辑人类基因组的巨大潜力。在进化树上，虽然TnpB与微型 Cas12f核酸酶的关系最为紧密，但作者认为两者之间依旧存在重大区别：（1）TnpB与Cas12f使用的guide RNA不同；（2）TnpB是单体，仅需要一个reRNA；而Cas12f 核酸酶是二聚体，需要结合一个拷贝的crRNA-tracrRNA duplex；（3）TnpB需要TAM序列，Cas12f需要PAM序列，两种序列截然不同。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04058-1

奥地利科学家正在研发一种可简便检测玉米中黄曲霉素的试纸，以帮助避免含这种毒素的玉米被加工成食品或饲料。科研人员表示，预计这种试纸两年后可投入市场使用。　　奥地利新闻社19日报道说，在温、热带地区，玉米如储存不当，就会形成黄曲霉素，甚至在玉米正常的生长过程中也会形成这种毒素，尤其在干燥、高温的环境下，这种毒素的含量会明显升高。黄曲霉素对人及动物的肝脏组织有很大的破坏作用，长期摄入可导致癌症。　　据报道，维也纳技术大学目前正与维也纳农业大学等机构合作，研发针对黄曲霉素的检测试纸，目标是发明一种像验孕试纸一样简便、廉价的试纸，能很方便地检测出存放的玉米是否已经霉变或已经不能食用。　　这种试纸采用核酸适配体技术。核酸适配体是一段脱氧核糖核酸或者核糖核酸序列。试纸上的核酸适配体一旦遇到黄曲霉素，就会显现出由微小的金色颗粒排成的细线，在深红色的试纸上清晰可见。

超声波一般是指频率大于20kHz的声波，其应用动力主要来源于超声波空化效应。高频发生器能够把50Hz 的低频电压转换成20kHz 的高频电压，然后通过超声波转换器把从发生器中产生的电压转变成20kHz 的机械振动。伴随着强烈的冲击波和速度高于100m/s的微射流，冲击波和微射流的高梯度剪切可水溶液中产生羟基自由基，相应产生的物理学效应主要是机械效应(冲击波，微射流等)、热效应(局部高温高压，整体升温)、光效应(声致发光)和活化效应(水溶液中产生羟基自由基)，超声科技四种效应并不是孤立的，而是相互作用、相互促进，加快反应进程变幅杆加强了超声能量，其在液体产生的空化效应。强大的冲击波能使生物细胞壁瞬间破裂，以至于使得生物细胞释放出其中的内容物，如蛋白质、糖类、生物碱、氨基酸、遗传物质DNA，核糖核酸RNA等，以便进行科学研究和利用。正常的超声波破碎，在使用过程中超声波分散头不断地在样品中进行高频振荡，因此会出现不同程度的磨损，且破碎时破碎头会直接接触样品，所以样品的交叉感染情况，也是使用中需要考虑的问题。因此非接触超声波破碎方法应运而生。非接触超声波的处理方法是分散头作用到媒介（水），而不直接接触到样品，解除了交叉感染的风险，因此可用于无菌破碎。增加适配器，一次可进行多样品的破碎，提高实验效率。不直接接触实验样品，延缓了变幅杆探头长期使用出现磨损的情况。WIGGENS非接触式超声破碎套件一次性可以处理6个样品带外循环水流循环接口可进行温度控制

美国加州大学欧文分校（UCI）研究人员开发出一种DNA酶，可区分一个细胞内的两条RNA链，并切割与疾病相关的链，同时保持健康链的完整性。这项突破性的“基因沉默”技术可能会彻底改变用于治疗癌症、传染病和神经疾病的DNA酶的发展。相关研究论文刊登于最新一期《自然通讯》杂志。一个信使核糖核酸（mRNA）的发夹环，绿色为核碱基，蓝色为磷酸核糖骨架。（图片来源：物理学家组织网）DNA酶是切割其他分子的核酸酶。利用酶让“基因沉默”技术已经存在20多年，美国食品药品监督管理局批准了一些药物，但没有一种药物能够区分RNA链中的单点突变，而UCI团队研制出的Dz 46酶可识别和切割特定的基因突变。Dz 46酶外表看起来像希腊字母Ω，通过加速化学反应起到催化剂的作用，其左右两侧的“臂”与RNA的靶区结合，组成的环与镁结合，并在一个非常特定的位置折叠和切割RNA，但其发挥作用非常依赖镁。为此，研究团队使用化学方法重新设计了这种DNA酶，降低了其对镁的依赖性。得到的Dz 46酶专门靶向KRAS基因内的等位基因特异性RNA突变，KRAS基因是细胞生长和分裂的主要调节因子，出现于25%的人类癌症中。研究人员表示，他们的研究结果表明，化学进化可以为开发多种疾病的新疗法铺平道路。他们计划进一步调整Dz 46酶，然后开展临床前试验。

近日，国家药品监督管理局（NMPA）官网公开信息显示，已批准吉因加自主品牌国产基因测序仪Gene+Seq-2000和Gene+Seq-200的适用范围变更申请。两款仪器分别于4月14日和4月27日通过审批，新增了“对核糖核酸（RNA）进行测序”的适用范围。在基因检测应用场景不断扩展的今天，单纯的DNA测序无法满足迅猛增长的临床需求，而RNA测序扮演者越发重要的角色，国产测序平台在该领域获批应用，为临床提供了更加丰富的选择，必将更好地支撑起相关产业的发展，推动NGS技术在临床合规落地。 吉因加表示：根据《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册管理办法》等相关法律法规的要求，应用于临床的医疗器械产品应具备相应的适用范围并获得国家药品监督管理局批准。但是，目前市面上的测序仪大多是“在临床上用于对来源于人体样本的人的脱氧核糖核酸(DNA)进行测序”，例如聚焦生育领域DNA检测、肿瘤DNA检测以及遗传病DNA检测等，不包含人的RNA，也不包含来源于人体样本的病原的DNA和RNA检测等应用，不能够完全满足目前临床合规开展各类基因检测的需求。 本次Gene+Seq-2000和Gene+Seq-200获批 “可用于人体样本的不仅限人的DNA和RNA测序”，可以检测包括肿瘤融合基因、病原RNA、全转录组等多种需求，可以真正实现DNA和RNA基因检测需求的全覆盖。测序仪适用范围/预期用途Gene+Seq-200该产品采用联合探针锚定聚合测序技术，在临床上用于对来源于人体样本的脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）进行测序Gene+Seq-2000该产品采用联合探针锚定聚合测序技术，在临床上用于对来源于人体样本的脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）进行测序测序仪A该产品用于对来源于福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织的人基因DNA测序测序仪B该产品用于人脱氧核糖核酸（DNA）测序测序仪C该产品基于边合成边测序技术，在临床上用于对来源于人体样本的人的脱氧核糖核酸（DNA）进行测序在临床应用方面，其实已经有较为成熟的RNA应用场景，比如对肿瘤融合基因的检测。DNA测序在检测融合基因时，对于仅发生在RNA或DNA层面融合丰度低的情况，以及对于存在长内含子或重复序列融合的情况均存在局限性，而RNA测序除了能够有效检出这些融合之外，还能发现更多未知融合，为未来的药物研发提供更丰富的信息。目前，已有多项研究证明，将DNA检测与RNA检测相结合，可以实现核心治疗靶点及罕见、有效的融合变异的同时测定，弥补常规检测方法可能出现的漏检、融合基因不明确等不足，有效提高融合基因检出率，更好地帮助医生进行临床诊断及治疗。因此，多项指南都在推荐将DNA检测与RNA检测相结合，以更全面覆盖基因融合/重排，更大程度地提高临床获益。

核糖体是一种广泛存在于细胞中的分子机器。所有生物，包括微小的细菌直至人类个体，都依赖核糖体对各种各样的蛋白质进行生物合成。作为一个分子量巨大的复合物，核糖体本身是如何在细胞中由多条RNA链及超过70种蛋白分子装配而成?这一问题已困扰相关领域科学家近30年。　　核糖体自身是一个由核糖核酸(RNA)和蛋白质组成的超大复合物(半径20纳米)，其三维结构和分子机制的研究一直是生命科学基础研究中的重要方向。2009年的诺贝尔化学奖即授予了首次解析出细菌核糖体原子分辨率的三位结构生物学家。　　真核细胞核糖体装配过程是个高度复杂的动态过程，有超过300种不同功能的辅助装配因子(蛋白质或者RNA)参与其中。然而绝大多数装配因子的结构及其行使功能的分子机理完全未知。此外，核糖体的组装与细胞的生长调控通路密切相关，某些装配因子的遗传突变会导致核糖体生物生成的失调，引起一系列的人类遗传性疾病(称为ribosomopathies)。某些特定的装配因子(例如eIF6)不正常表达也在多种人类癌症细胞中被发现。因此，针对核糖体装配过程的研究不仅具有重要的科学意义，还具有潜在的临床应用潜力。　　图1酵母核糖体大亚基组装中间体的3.08埃冷冻电镜结构。a，3.08 埃冷冻电镜密度图，核糖体蛋白颜色为米色，核糖体RNA颜色为灰色。b，19个装配因子的原子模型。　　清华大学生命科学学院高宁研究组自2009年一直致力于研究各种生物的核糖体装配过程。2013年，高宁研究组和美国卡内基梅隆大学的约翰伍尔福德(John L. Woolford Jr)教授研究组携手合作，利用清华大学的高端冷冻电镜平台，以真核生物酵母菌为材料，开展真核核糖体的装配研究工作。2015年，合作研究获得重大突破，课题组得到了酵母细胞核内的一系列组成上和结构上不同的核糖体60S亚基前体复合物的冷冻电镜结构。其中一种状态的三维结构分辨率达到3.08埃，其核心部分的分辨率可达2.8埃，是国际在核糖体组装研究领域迄今为止分辨率最高的结构。基于这一冷冻电镜结构，课题组确定了超过20种不同装配因子在核糖体60S前体上的结合位置，并获得了19种装配因子的原子模型。课题组所提供的丰富结构信息为详细阐释真核核糖体装配过程中的多种装配因子功能和分子机制提供了重要基础。　　2016年5月25日，报道这一重大突破的研究论文在线发表于《自然》(Nature)期刊，题目为《细胞核内的核糖体组装前体结构揭示了装配熟因子的功能多样性》(Diverse roles of assembly factors revealed by structures of late nuclear pre-60S particles)。高宁研究员和卡内基梅隆大学约翰伍尔福德(John L. Woolford Jr)教授为论文共同通讯作者，清华大学生命学院2013级博士生吴姗为第一作者。北京生命科学研究所董梦秋教授及谭丹博士提供了化学偶联交联质谱数据。论文中冷冻电镜数据收集和处理工作获得了国家蛋白质科学(北京)设施清华大学冷冻电镜平台及高性能计算平台支持。课题组得到了中国科技部、国家自然科学基金委、清华大学自主科研、北京高精尖结构生物学中心的经费支持。　　论文链接

云南销毁15万斤大米，镉大米再次引起大众关注！大米是中国大部分地区人民的主要食品，镉是一种环境污染物，通过ICPMS可快速的检测食品、环境等样品中的镉含量，借助高灵敏度的仪器希望通过溯源可以找到污染的源头，确保大米的质量安全。 近日，云南发现米线重金属超标，溯源发现镉大米并销毁15万斤。 大米含有稻米中近64%的营养物质和90%以上的人体所需的营养元素， 镉并不是人体必需元素，而且是一种环境污染物。 急性镉中毒症状主要表现为恶心、流涎、呕吐、腹痛、腹泻，继而引起中枢神经中毒症状，严重者可因虚脱而死亡 。 长期摄入含镉食品，镉可在生物体内富集，其生物半衰期为10~30年，且生物富集作用显著，即使停止接触，大部分以往蓄积的镉仍会继续停留在人体内，从而引起慢性中毒，使肾脏发生慢性中毒及软骨病。世界卫生组织将镉列为重点研究的食品污染物；国际癌症研究机构(IARC)将镉归类为人类致癌物，会对人类造成严重的健康损害；美国毒物和疾病登记署(ATSDR)将镉列为第7位危害人体健康的物质；我国也是将镉列为重点监控指标之一。 根据《GB 2762-2017 食品安全国家标准 食品中污染物限量》，谷物及其制品镉限量如下：根据《GB 5009.15-2014食品中镉的测定》及《GB 5009.268-2016食品中多元素的测定》，镉的测定可以采用原子吸收石墨炉法和电感耦合等离子体质谱法。 不管是大米检测还是其可能的来源土壤、大气等，岛津均可提供完备的解决方案。岛津ICPMS-2030系列 ICPMS-2030测定大米中多元素的含量 样品前处理方法称取0.4g（精确至0.0001g）试样于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入4 mL HNO3，盖上消解罐盖，放入微波消解仪消解。消解结束后冷却至室温，打开密闭消解罐，将消解液转移至 50 mL容量瓶中，用超纯水定容至刻线，摇匀，待测。 仪器测定条件实验结果ICPMS-2030测定土壤中多种金属元素的含量 样品前处理方法称取0.1g（精确至0.0001g）试样于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6 mL王水，盖上消解罐盖，放入微波消解仪中按照下表程序消解。消解结束后冷却至室温，打开密闭消解罐，用慢速定量滤纸将提取液过滤至50 mL容量瓶中，待提取液滤尽后，用0.5 mol/L的硝酸清洗消解罐内壁至少3次，清洗液一并过滤至容量瓶中，用超纯水定容至刻线，摇匀，待测。实验结果

近日，有消息传出，上海首个核酸产业园将于7月中旬在上海杭州湾经济技术开发区正式开工，产业园占地3平方公里，先期将打造720亩核酸产业首发地、先行区。核酸产业园是否指的是“新冠病毒检测”，是否与近期疫情有关？对于部分网友的疑惑，“上海奉贤”公众号7月11日发文称“这是生物医药产业一一‘生命信使产业' ，主要是基于RNA开发各种疫苗及药物，这是未来生物医药产业发展方向，跟疫情毫无关联。”“核酸药物创新技术的应用远不止于新冠病毒检测。”一位沪上医药行业人士对e公司记者表示，疫情以来，mRNA疫苗被大众广泛关注，这也激发了药企对核酸药物的研发热情，同时，核酸药物也逐渐成为生物医药投资的重点领域。核酸产业园7月中旬开工为延长“保质期”，获取“通行证”，如今，新冠病毒核酸检测是市民最熟悉的生活场景之一。“核酸”一词也从市民比较陌生的生物医药领域走进茶余饭后。事实上，核酸药物创新技术的应用远不止在新冠病毒检测。7月9日，据“上海奉贤”公众号文章，聚焦以核酸药物为代表的第三次生物医药产业革命，上海杭州湾经济技术开发区全力打造“东方美谷生命信使”核酸产业生态圈，全市首个核酸产业园将于本月中旬在开发区正式开工。据悉，核酸产业特色园区占地3平方公里，先期将打造720亩核酸产业首发地、先行区。这篇文章还提到，在布局核酸产业园之前，开发区早已在核酸领域下好了“先手棋”。2019年6月，兆维生物43亩寡核苷酸及修饰体、核酸酶研发生产基地在开发区开工建设，并于2021年6月投产，目前占全球核酸原料70%的市场份额，年产值15亿元。开发区大力支持兆维生物向下游产业链延伸发展，组建专班全力协调危险品配建库房设计审批等事项。今年7月，兆维生物投资25亿元的小核酸药物研发生产基地也将开工奠基。在核酸药物方面，除了兆维生物，开发区还集聚了国内核酸检测试剂“芯片”的主力供应商，也是国内核酸引物企业百力格生物。此外，上药集团将利用其在开发区的中西三维基地打造核酸药物技术平台 在蛋白药物领域，美资企业昂博生物的多肽产品、保护氨基酸产品销量全球前十；在CDMO领域，博腾制药在收购开发区凯惠药业后，将打造生物药化合物研发基地，并通过扩建二期，建设核酸蛋白药物生产基地。在核酸技术发展方面，开发区投资18亿元，在产业园的基础上，建设120亩核酸产业技术中心，建设11栋合计11万平米研发孵化楼宇，并提供5万平米地下空间，为核酸生物医药研发企业提供充裕的发展空间。系生物医药产业布局新动作消息发出后，“上海首个核酸产业园开工”的相关词条也登上热搜。7月11日，“上海奉贤”发布澄清说明，表示产业园的建设与疫情无关。“生物医药产业是上海战略性新兴产业的重要支柱，也是上海三大先导产业之一。”上海奉贤方面表示，核酸产业园的开工是生物医药产业一一‘生命信使产业' ，主要是基于RNA开发各种疫苗及药物，这是未来生物医药产业发展方向，跟疫情毫无关联。事实上，上海奉贤方面也早在文章中进行了一番科普：核酸是脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）的总称，是由许多核苷酸单体聚合成的生物大分子化合物，为生命的最基本物质之一。新冠病毒核酸检测就是检测采样拭子中是否含有病毒的核酸，从而确定是否感染新冠病毒。在生物医药领域，信使RNA（mRNA）是一项颠覆性的药物创新技术，将突破肿瘤、传染病等治疗方案局限。另外，核酸类药物又称核苷酸类药物，主要在基因水平上发挥作用。一般认为，核酸药物包括Aptamer、抗基因(Antigene)、核酶(Ribozyme)、反义核酸(Antisencenucleic acid)、RNA干扰剂。由于其具有特异性针对致病基因，也就是说具有特定的靶点和作用机制，因此核酸药物具有广泛的应用前景。上海还有这些特色产业园除了核酸产业园还，上海今年还公布了一批特色产业园的建设情况。今年4月的上海全球投资促进大会上，发布了14个特色产业园区，对上海40个特色产业园区进行了整体推介。此次发布的第二批14个特色产业园区，总规划面积近50平方公里，规划产业用地超过30平方公里，近期可供产业用地超14平方公里，可供物业近1200万方。比如，先导产业中集成电路领域有2个园区，新型显示产业园聚焦以新型显示为主的新一代信息技术领域，围绕龙头企业集聚上游面板材料制造及设备制造企业、下游面板应用企业、产业研究院和产业基金，打造自主创新技术主导的新型显示协同产业链。浦江创芯之城着力建设集成电路研发与总部基地，依托头部企业集聚效应，打造集成电路设计、装备、封测等领域的头部企业集聚基地。生物医药领域2个和人工智能领域1个，分别是G60生物医药产业基地，青浦生命科学园，临港新片区信息飞鱼。重点领域补链强链的5个特色产业园区，包括电子化学品专区，张江机器人谷，临港松江科技城，长兴海洋装备产业园，临港新片区海洋创新园。

近年来，随着科学技术的发展，隐身于细胞中数以万计的环形RNA逐渐浮出水面。但与已经被科学家反复深度剖析论证与人类生命活动密切相关的线形RNA相比，RNA分子家族的“新人”——环形RNA身上至今仍有许多未解之谜。当长链的核糖核酸（RNA）“变身”成环形RNA后，这些“重塑外形”的RNA是否连“内涵”也发生了脱胎换骨的变化？中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组新的研究发现，环形RNA就像参与天然免疫系统调控稳定的“天使”一样，管理着抗病毒“卫士”——天然免疫因子PKR的活性。在细胞受到“害虫”——病毒感染时，“天使”环形RNA会被大规模“清除”从而释放抗病毒“卫士”PKR参与抗病毒免疫反应；而在抗病毒“卫士”PKR过度激活的自身免疫性疾病——系统性红斑狼疮疾病病人体内，环形RNA含量显著降低，无法作为天然免疫系统调控稳定的“天使”继续发挥功能。这一研究成果公布在4月25日Cell杂志上，文章通讯作者为生化与细胞所陈玲玲研究员，中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所杨力研究员和上海交通大学医学院附属仁济医院沈南研究员。作者为刘楚霄、李响和南芳。铜钱草叶般的环形RNA的形状人类基因组序列中仅1-2%为蛋白质编码序列，而98%为非编码序列，其中很多是长非编码RNA及环形RNA。环形RNA是一类具有闭合环状结构的非编码RNA分子，这项新研究发现大部分环形RNA内部可形成16-26 bp的双链RNA茎环结构的独特“造型”。在正常细胞状态下，抗病毒“卫士”——天然免疫因子PKR结合并被束缚在“天使”环形RNA分子上。当病毒入侵细胞后，环形RNA会被核糖核酸酶L大规模“切割”降解，而环形RNA生成速度又很缓慢，不足以回补被降解分子，从而抗病毒“卫士”PKR免疫因子得以释放而进一步激活，引发一系列抗病毒的“连锁反应”。众所周知，系统性红斑狼疮是一种自身免疫性疾病，病人免疫系统中抗病毒“卫士”例如PKR等过度激活。研究人员通过检测红斑狼疮病人体内数据发现，在环形RNA降解中发挥重要“切割”功能的核糖核酸酶RNase L在病人体内处于“弱激活状态”，与之对应的是环形RNA普遍在病人体内数量很低，天然免疫因子PKR及其下游免疫信号通路则在体内过度激活“运转”。科研人员通过使用技术手段让环形RNA在病人来源的免疫细胞内数量增多，可以观察到过度激活“运转”的抗病毒“卫士”PKR及其下游免疫信号通路被显著“控制”，进一步提示环形RNA就像参与天然免疫系统调控稳定的“天使”一样，管理着抗病毒“卫士”PKR的活性。这些发现不仅首次揭示了环形RNA的降解途径及其特殊二级结构特征，并提示环形RNA作为之前被忽略的一类新RNA分子家族可以通过形成双链茎环结构发挥免疫调控的新功能。它们的“缓慢生成”、“快速降解”以及“形成茎环结构”的特性使得它们在调控免疫稳态过程中扮演重要角色。相关研究进展为环形RNA代谢和功能研究奠定了重要基础，也为红斑狼疮等自身免疫病的临床诊断和治疗提供了新思路。 该研究为环形RNA在天然免疫中的重要功能研究奠定基础，并为自身免疫病的临床诊断和治疗提供了新思路。原文标题：Structure and Degradation of Circular RNAs Regulate PKR Activation in Innate Immunity

项目编号：NNZC2022-G1-991943-JGJD项目名称：二代测序仪采购项目预算金额：268.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：268.0000000 万元（人民币）采购需求：序号货物名称单位数量简要技术需求或者货物要求1二代测序仪台1一、基因测序仪参数1证书：需具有NMPA认证，可以用于临床的应用。2在临床上用于对来源于人体样本的脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）进行测序，以检测基因序列。3可开展全基因组测序、全外显子测序、表观基因组测序、转录组测序、宏基因组测序、单细胞测序等科研应用，可开展胎儿染色体异常无创产前基因检测、胚胎植入前染色体异常检测、单基因遗传病基因检测、遗传性肿瘤基因检测、遗传性乳腺癌基因检测、肺癌个体化诊疗基因检测、未知病原微生物基因检测等临床应用。具体详见招标文件《货物需求一览表》合同履行期限：自签订合同之日起30日内交货完毕。本项目( 不接受 )联合体投标。

前言人类基因组中仅有1%是负责蛋白质编码的基因，其中疾病相关的蛋白大约有 3000个，只有不到700种被目前获批的药物作为靶点，绝大多数疾病相关的蛋白被认为是不可靶向的。针对疾病相关的非编码RNA以及不可成药的蛋白靶点，使用小分子靶向RNA的结构是治疗相关疾病的一种策略。但是小分子的结合并不一定能产生生物活性，有些小分子可能结合在RNA的非功能位点，或者小分子的结合强度不足以影响RNA的生物功能。高分文献解读2023年5月24日，Scripps研究所的Matthew D. Disney教授及其合作者在Nature杂志发表了题为“Programming inactive RNA-binding small molecules into bioactive degraders”的研究论文，利用核糖核酸酶靶向嵌合体技术将非活性小分子重编程为靶向RNA降解剂，成功降解miR-155和癌症靶标MYC、JUN的RNA。https://doi.org/10.1038/s41586-023-06091-8IF: 69.504 Q1研究人员基于二维组合筛选进行RNA和小分子高通量分子间相互作用检测，发现了一些可以与pre-miRNA-155结合的小分子。接下来使用Monolith分子互作仪完成了大量RNA小分子结合表征。研究人员验证了C1仅结合于5′GAU/3′C_A motif，其他RNA凸起或者点突变RNA在相同检测浓度范围内看不到明显的结合信号。在使用Monolith检测时无需固定RNA，仅需带有CY5标记即可直接在溶液中精确表征Kd，检测一对样品仅需10min。图1：pre-miR-155-binder C1结合曲线构建靶向嵌合体小分子结合于pre-miRNA-155的非活性位点，并不会对细胞内的miRNA-155表达水平产生影响。接下来研究人员构建了双功能小分子核糖核酸酶靶向嵌合体，一端与目标RNA结合，另一端招募并激活RNA酶，从而靶向降解目标RNA。改造后的嵌合体成功在细胞内降低miRNA-155的表达水平，并且在细胞和小鼠模型中抑制了三阴乳腺癌。图2：将结合pre-miR-155的惰性结合物转化为活性RIBOTAC降解剂为了测试该方法的适用性，研究人员又构建了靶向MYC和JUN的核糖核酸酶靶向嵌合体。这两种蛋白都是重要的癌症靶点，但都是无序蛋白，被认为是不可成药的。改造后的核糖核酸酶靶向嵌合体获得了生物活性并在细胞内精准地靶向降解各自的靶向RNA，使这些癌蛋白驱动的转录和蛋白组学进程失效。这项研究表明对于由这些常见但具有挑战性的致癌基因驱动的癌症，重编程非活性小分子为靶向RNA降解剂可能会带来新的变革。图3. JUN-RIBOTAC选择性降解JUN mRNA抑制胰腺肿瘤细胞的增殖和迁移Monolith系列分子互作检测仪在此项研究中，NanoTemper的Monolith分子互作检测仪在RNA小分子结合表征的检测中提供了可靠的实验数据。RNA分子量小，体外容易降解，而Monolith系列分子互作仪对分子量无限制，同时10分钟的快速检测可以最大程度避免RNA的降解。Monolith系列分子互作仪覆盖几乎任何分子类型、缓冲液成分或亲和力强弱的检测项目，并且检测不依赖于分子量，能够轻松应对不同类型的分子间相互作用检测难题，助力靶向RNA降解剂研究。NanoTemper微量热泳动分子互作检测仪Monolith-实用应用手册_诺坦普科技（北京）有限公司 (instrument.com.cn)

5月12日，广州微远医疗器械有限公司（微远基因）自主品牌基因测序仪VisionSeq 1000获得国家药品监督管理局(NMPA)批准，(国械注准20223220609)。据微远基因官方公众号消息称，微远基因因此成为国内首家病原微生物领域基因测序仪覆盖DNA与RNA测序企业。VisionSeq 1000测序仪采用联合探针锚定聚合测序技术，在临床上用于对来源于人体样本的脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)进行测序。该测序仪在RNA测序方面的适用范围不仅可以覆盖检测新型冠状病毒等RNA病毒，与先前获批的Ⅲ类新型冠状病毒mNGS检测试剂盒(国械注准20223400018)及分析软件(国械注准20213401117)互为一体，而且在宏转录组层面也意义重大。继病原微生物测序数据分析软件成功获得Ⅱ类医疗器械注册证(湘械注准20212210314)后，微远自主品牌VisionSeq 1000测序仪此次获批三类医疗器械产品注册证，标志着微远在病原微生物检测领域又迈出一大步，实现了从“检测试剂-测序仪-分析软件”的全流程资质认证。另外据悉，微远正在紧锣密鼓的开展基于mNGS的呼吸道panel临床试验，旨在为引领mNGS合规落地做出积极努力，助力更多临床获益。“检测试剂-测序仪-分析软件”全流程资质认证现阶段微远已经与北京协和医院、中国人民解放军总医院、上海瑞金医院、武汉同济医院、中山大学附属第一医院、浙江大学医学院第一附属医院、陆军军医大学第一附属医院-西南医院、吉林大学第一医院、上海儿童医学中心等顶级临床单位建立mNGS本地化平台。未来，VisionSeq 1000测序仪将搭配高通量样本前处理仪、全自动核酸提取仪、全自动文库工作站、生信分析一体机为mNGS本地化应用提供整体全程化、模块化、智能化、定制化的解决方案。全程化、模块化、智能化、定制化mNGS本地化解决方案关于微远基因：微远基因专注于基因技术创新与感染精准医疗，拥有两大核心技术：病原宏基因组学(mNGS)诊断与基因编辑工具(CRISPR-Cas12/13)快速诊断,已申请发明专利14项，获得软著6项。微远基因总部坐落于国家级科技企业孵化器广州华新园，已建成近5000㎡的研发中心，医学检验实验室和体外诊断试剂GMP生产基地，在北京，上海等多地设有分支机构和实验基地。微远基因现有员工150余人，其中博硕士占比高达40%，核心团队来自于基因领域领军企业，海外知名体外诊断公司，哈佛大学等顶级机构与科研院所。目前，微远已为超过300家临床单位提供服务，获得了中国未来医疗服务100强、粤港澳大湾区生物科技创新企业50强等荣誉称号。

导读目前新型冠状病毒肺炎(COVID-19)已经在全球范围内呈大流行趋势，为全球社会带来重大损失。大约15-30% 的住院 COVID-19 患者出现急性呼吸窘迫综合症、全身性组织损伤和/或多器官衰竭，导致大约 45% 的病例死亡。因此非常需要生物标志物来量化组织损伤、预测临床结果并指导住院 COVID-19 患者的临床管理。近日来自巴黎公共援助医院微生物学系的科学家在《Clin Infect Dis.》发表了一篇文章，题目为“Circulating Ubiquitous RNA, A Highly Predictive and Prognostic Biomarker in Hospitalized Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Patients”。文章中运用naica微滴芯片数字PCR对SARS-CoV-2 RNAemia和核糖核酸酶P (RNase P) RNAemia进行定量分析，结果表明这两种标志物可以用于COVID-19住院患者的临床监测和管理。应用亮点：▶ 利用naica微滴芯片数字PCR对SARS-CoV-2 RNAemia和核糖核酸酶P (RNase P) RNAemia进行检测。▶ 患者入院时SARS-CoV-2 RNAemia和RNase P均与临床严重程度和有创机械通气(IMV)有相关性。▶ 入院时血浆RNase P RNA浓度与生存率有相关性。首先作者利用naica微滴芯片数字PCR对139例COVID-19患者入院时血浆中SARS-CoV-2 RNAemia和核糖核酸酶P (RNase P) RNAemia进行定量分析。随后采用统计学公式对两种标志物在COVID-19患者入院时的临床严重程度方面的价值进行评估，并将它们与患者治疗期间的临床结果进行关联。结果表明：患者入院时SARS-CoV-2 RNAemia与临床严重程度和有创机械通气(IMV)有相关性，与患者入院时CT扫描显示的肺部严重程度没有相关性(图1)。▲图1. A，139例临床严重程度不同的COVID-19患者的SARS-CoV-2 RNAemia浓度。B，根据IMV状态分析139例COVID-19患者的SARS-CoV-2 RNAemia浓度。C， SARS-CoV-2 RNAemia浓度(log copy/mL)与肺部严重程度的相关性。血浆RNase P浓度与临床严重程度等级和有创机械通气状态高度相关，RNase P RNAemia与患者入院时CT扫描显示的肺部严重程度之间没有相关性(图2)。▲图2. A，139例COVID-19患者根据临床严重程度的血浆RNase P浓度。B，根据IMV状态分析139例COVID-19患者血浆RNase P浓度。C，RNase P RNAemia浓度(log copy/mL)与肺严重程度的相关性。患者入院时血浆RNase P RNA浓度与治疗期间的死亡显著相关，而SARS-CoV-2 RNAemia值并不能预测死亡率(图3)。▲图3. RNase P RNAemia的总生存率(log copy/mL)因此，在住院的COVID-19患者中，SARS-CoV-2 RNAemia和普遍存在且具有特异性的人类细胞内RNA标记物RNase P可以作为生物标志物，指导COVID-19住院患者的管理，提供准确的预后。期刊介绍：Clin Infect Dis杂志是美国感染病协会（IDSA）的官方出版物，主要刊登感染病学各方面的原创前沿研究和一些综述性文章，致力于将研究结果应用于临床，直到临床医生对感染性疾病的诊治。CID还定期发布感染性疾病最新治疗指南。CID杂志影响因子为8.195，在所有感染病专业期刊中排名第一。

促销时间：4月15日&mdash &mdash 5月31日 美国Labcon公司自1959年成立以来，一直致力于生产高品质、环保型的生物耗材，赢得全球用户的信赖。Labcon公司自1995年开始致力于环保型生物耗材的研发与生产，自1996年开始进行内部批量核糖核酸酶/脱氧核糖核酸酶、内毒素的测试，并于1997年通过了ISO 9001质量管理体系认证，并获得美国FDA认证。所有产品全部原装进口！ 更多产品请登陆德祥官网：www.tegent.com.cn渠道合作：南区（华南，西南与中南）地区请联系： 周先生 Tel：020-22273381东区（华东, 江，浙，沪）地区请联系： 黄小姐 Tel：021-52610159北区（华北，东北，西北）地区请联系： 王先生 Tel：010-82326924德祥热线：4008 822 822邮箱：info@tegent.com.cn

日前，德祥集团CEO Mr. Stephen Yu与美国LABCON North America公司销售经理Tom Moulton正式签署了双方友好合作协议，德祥集团成为LABCON产品的中国区一级代理。 成立于1959年的LABCON，位于美国加州的Petaluma，专业生产实验室塑料制品。产品多达800多种，遍布世界各地，是美国*的实验室耗材销售商VWR 的耗材供应商。LABCON主要产品有各类移液吸头，各种规格离心管、细胞培养管、PCR反应管等。 LABCON自1995年开始致力于环保型耗材的研发与生产，自1996年开始进行内部批量核糖核酸酶/脱氧核糖核酸酶、内毒素的测试，并于1997年通过了ISO 9001质量管理体系认证。 此次协议签订之后，LABCON公司销售主管Steven Teng现场为德祥集团上海分公司全体员工做了产品培训以及技术指导，为LABCON产品的推广奠定了良好的基础。作为LABCON在中国地区的主要经销商，德祥集团将全权负责LABCON系列产品在该区域的市场推广、技术、销售和应用支持工作，一如既往的为LABCON的广大新老用户提供完善*的服务！

通微公司HALO核壳型色谱柱又出新品啦！您还在为分离速度太慢而苦等吗，您还在为分离效果不佳而掀桌吗，您还在为没有合适的分离糖类物质的色谱柱而烦恼吗？世界首创新一代BIOCLASS 2.7μm核壳型糖柱，解决您的问题！HALO 糖柱用于PNGase 释放及标记的N-聚糖的HILIC模式分离测试条件：色谱柱：2.1 x 150 mm, HALO 2.7 糖柱流动相 A：50 mM 甲酸铵，pH 4.45流动相 B：乙腈梯度洗脱：80-55% B，25 min流速：0.6 mL/min.温度：60°C压力：190 bar检测波长：UV 300 nm进样体积：3 μL样品溶剂：70/30 乙腈/水时间常数：0.5 s采样频率：3.3 Hz检测池：2.5 μL 半微量检测池仪器：Shimadzu Nexera采用HALO 糖柱实现了核糖核酸酶B中PNGase释放及普鲁卡因胺标记的N-聚糖的快速分离！测试条件：色谱柱：2.1 x 150 mm, HALO 2.7 糖柱流动相 A：50 mM 甲酸铵，pH 4.45流动相 B：乙腈梯度洗脱：80-55% B，25 min流速：0.6 mL/min.温度：60°C压力：190 bar检测波长：UV 300 nm进样体积：3 μL样品溶剂：70/30 乙腈/水时间常数：0.5 s采样频率：3.3 Hz检测池：2.5 μL 半微量检测池仪器：Shimadzu NexeraHALO 糖柱用于10种普鲁卡因胺标记的葡聚糖标准品(Sigma-Aldrich 1:1 (w/w) of Part numbers 00268 and 00269)（0.5 μg/μL,70/30乙腈/水）的高效分离！每个批次的HALO糖柱均进行此样品分离检测，保证了不同批次之间的重复性及色谱柱性能！现有填料类型：HALO Peptide ES-C18HALO Peptide ES-CNHALO Protein C4HALO Protein ES-C18HALO Gycan更多的HALO核壳型2.7μm BIOCLASS填料请点击下载：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100522/down_503914.htm通微公司通微公司，是国际色谱分析领域值得信赖的集研发、制造、销售为一体的『一站式』液相色谱解决方案提供商。通微公司为您提供从微分离、常规分析到半制备分析的系列产品及服务，包括液相色谱仪、蒸发光散射检测器、加压毛细管电色谱、液相色谱柱、毛细管色谱柱、液相色谱耗材、应用检测方法包、分析方法定制等。同时也代理国内外优秀的色谱仪器、色谱柱及相关耗材配件。

美国Labcon生物耗材携手德祥首次圆满亮相BCEIA 2009年11月25日-11月28日，美国知名厂家Labcon联合德祥集团携手参展了北京BCEIA展会。 美国Labcon公司成立于1959年，位于加州的Petaluma，专业生产实验室塑料制品。产品多达800多种，遍布世界各地，是美国*的实验室耗材销售商VWR 的耗材供应商。 Labcon自1995年开始致力于环保型耗材的研发与生产，自1996年开始进行内部批量核糖核酸酶/脱氧核糖核酸酶、内毒素的测试，并于1997年通过了ISO 9001质量管理体系认证。 图一：美国Labcon生物耗材专柜Labcon主要产品： 1、 SuperClear超透明离心管； 2、 各种吸头&mdash &mdash 普通吸头，带滤芯吸头，高回收率吸头，层叠免装型吸头； 3、 各种规格冻存管、细胞培养管； 4、 PCR相关产品：PCR反应管，PCR反应板，PCR封板膜，real-time PCR专用PCR板； 5、 各类样品储样盒、储样板、深孔板等。 产品主要特点： ◆产品生产所使用原料均经美国FDA CFR21认证，纯净度高，无菌包装，无DNA/RNA污染、无内毒素、无痕量金属； ◆离心管最高承受离心力为40000 RCF； ◆快速填充系列吸头可令您在10秒之内填充完成一盒tip rack，并确保整个过程干净无污染。 图二：美国Labcon超透明环保基架离心管及快速填装吸头 德祥科技公司作为美国Labcon产品在中国的*代理商，专注服务于生命科学、制药、农业、环境、食品，石化及工业实验室等众多领域的客户提供*的产品和服务。 了解更多产品信息，请浏览我们的网站：www.tegent.com.cn 客服热线：4008 822 822 期待您的继续关注！

目前，核酸筛检系统(Nucleic Acids Testing，NAT)已广泛用于血制品常规病原体(乙肝、丙肝、艾滋、梅毒)的核酸检测，极大降低了相关疾病的输血传播。但是，在输血感染性风险中，血小板的细菌污染及相关败血症性输血反应仍是棘手的问题。将核酸筛检技术用于细菌污染检测还有不少困难，包括：1、细菌污染不像特定病原体，没有统一的标准品 2、缺少合适的内参质控排除假阳性或假阴性结果 3、核酸扩增聚合酶(Taq)大多是细菌来源，带有痕量的细菌核酸成分。　　近期，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所血液免疫学研究中心提出一种双重荧光定量PCR方法可提高细菌污染检测的可靠性：设计一条人工核酸序列(IRC)作为内参，其特点是IRC与靶基因共用同一对引物进行扩增，分别用不同荧光探针进行检测。通过精确控制IRC分子数达到阳性检出限，以其Ct(i)值作为阈值，只有样本检测的Ct(s)值小于或等于Ct(i)时，检测结果才可认定为阳性。一种双样本混合的t测验(two samples pooled t-test)统计学方法可用于帮助判断两个Ct值的大小。IRC还可以包装成噬菌体，用于监控核酸样本提取过程。　　此外，该双重荧光定量PCR方法可通过分别检测细菌的DNA(脱氧核糖核酸)与RNA(核糖核酸)，计算不同Ct的比值，能判断细菌是处于生长繁殖期或者已经是死菌，从而帮助判断血制品灭活的效果。该方法不仅能用于血制品细菌污染检测，理论上也能开发成其他外源基因核酸定量检测的有效方法。　　图-1、IRC双重荧光定量PCR原理图　　图-2、IRC双重荧光定量PCR性能测试

近日，天津大学仰大勇教授团队联合中石油石化研究院成功研发新型DNA生物塑料，这种塑料原料来源丰富，生产、使用和回收处理全过程均与生态环境友好兼容，且可以低能耗无损回收，有望在部分应用领域替代石油基塑料。该成果已发表于领域权威期刊《美国化学会志》。塑料工业是国民经济的支柱产业，我国每年进口的石油资源约1/3用于合成塑料制品，塑料加工制品的产量和消费量均居世界第一。但塑料原料提取过程耗能高、污染高，会产生大量温室气体和化学副产物。目前全球每年产生几千万吨塑料垃圾，且这一数字正以惊人的速度逐年增加。大量石油基塑料的废弃是对不可再生资源的巨大浪费，同时也极大加剧能源危机。发展可循环使用的生物基塑料成为解决塑料污染、缓解碳排放问题的有效手段，特别是发展生态环境友好材料，成为目前学术界和产业界的前沿研究热点。脱氧核糖核酸（DNA）是生命遗传物质，在大自然中广泛存在，是一种取之不尽、用之不竭的生物高分子。据统计，地球目前DNA总储量约为500亿公吨。如果将其中的小部分DNA转化为DNA塑料，理论上可以有效缓解日益增长的塑料使用需求。仰大勇教授团队据此开发了低温加工DNA生物塑料的新方法，制备了一种在生产、使用和回收处理过程中均与环境相兼容的新型DNA生物塑料。“这种塑料的原材料包括天然DNA和离聚物，均来源于生物可再生资源。”仰大勇介绍，与石油基塑料熔融加工策略相比，这种新型DNA塑料的加工能耗仅不到5%。新型DNA塑料还可以通过无损回收策略制成新的塑料制品使用，也可以在DNA酶作用下实现可控降解。据仰大勇教授介绍，现有的工业化设备可以快速地从植物、藻类和细菌中大量提取生物质DNA，利用这些设备可以实现DNA年产量达数十万公吨，新型DNA塑料有巨大的量产化潜力。同时，这种塑料可折叠性和低温稳定性优异，可加工成多腔室微结构，有望在生物传感、药物递送和组织工程等生物医学领域发挥重要作用。中石油石化研究院何盛宝院长表示，中国石油把“绿色低碳”纳入公司发展战略，为实现建设“低碳能源生态圈”的目标，研究院成立了氢能、生物化工和新材料研究所，旨在探索颠覆性的新能源新材料，以应对全球新一轮产业革命的到来和日益严峻的环境能源危机。“我们与天津大学合作研发的DNA可持续生物塑料是该领域的创新性成果之一，对于构建低碳循环发展经济体系具有重要意义。”

COVID-19大流行中断了对艾滋病病毒感染者的常规护理，严重影响了对艾滋病病毒感染者的诊断和治疗。如果感染SARS-CoV-2, 艾滋病病毒感染者的发病率和死亡率会增加。据报道，近日在南非发现新冠新型变异毒株Omicron可能由艾滋患者体内进化而来。因此密切监测HIV血浆病毒载量（VL）并筛查SARS-COV-2感染就显得尤为迫切。近日，来自华盛顿大学的Gaurav K Gulati和Nuttada Panpradist等科学家在medRxiv平台上提交文章《Inexpensive workflow for simultaneous monitoring of HIV viral load and detection of SARS-CoV-2 infection》的预印本。通过开发一种新的工作流程，同时定量艾滋病毒载量和检测SARS-CoV-2。文中使用naica微滴芯片数字PCR系统对RNA浓度进行精准定量，用于新方案的评估。文章中作者基于Boom方法开发了一种内部RNA提取方法，从血浆、鼻腔分泌物（NS）或二者混合物中进行RNA提取，对HIV长末端重复序列（LTR） 、SARS-CoV-2核衣壳基因区域（N1、N2）和人类核糖核酸酶 P(RP)进行RT-qPCR分析，估计血浆病毒载量并对HIV/SARS-CoV-2状态进行分类（HIV为病毒学失败或抑制，SARS-CoV-2为阳性、假定阳性、阴性或不确定）。首先，作者将包含HIV LTR检测扩增区域或N1/N2检测的DNA片段作为RNA生成的起始DNA构建体。使用 T7 RNA聚合酶将DNA构建体转化为RNA。为了对体外转录的RNA浓度进行精准定量，作者使用naica微滴芯片数字PCR系统对RNA浓度进行绝对定量（图1）。从图中可以看出通过检测OD值并不能对RNA浓度进行精准定量，因此最终利用数字PCR的结果对RNA的浓度进行了校正。图1:数字PCR量化体外转录的RNA标准浓度随后将合成的不同浓度的HIV RNA与血浆样本进行混合构成人造血浆样本，合成的不同浓度的SARS-CoV-2 RNA与NS进行混合构成人造NS样本，分别采用内部提取方法和标准提取方法对血浆样本中HIV、NS样本中SARS-CoV-2和血浆和NS混合样本中HIV和SARS-CoV-2进行灵敏度检测。同时采用133个临床样本，其中40个血浆样本（30个HIV血清阳性），67个NS样本（31个SARS-CoV-2阳性）和26个血浆和NS混合样本（26个HIV阳性，10个SARS-CoV-2阳性）进行评价（图2）。结果表明：内部提取对HIV的检测限为200拷贝/mL，对SARS-CoV-2的检测限为100拷贝/mL。对于血浆样本，两种方法测量的HIV病毒载量水平呈正相关（人造样本的R2：0.98, 临床样本R2: 0.81）。在对NS样本使用内部提取方法时，排除不确定结果，与标准提取方法相比，95%的一致性（25个阳性，6个假定阳性和31个阴性）。对于血浆和NS混合样本，两种方法测量的HIV病毒载量水平呈正相关（人造样本的R2：0.98, 临床样本R2: 0.71）。SARS-CoV-2检测结果显示阳性和阴性分类是100%一致性。图2：使用两种不同提取方法从血浆和NS混合样本中共同提取的RNA中获得的HIV LTR 和SARS-CoV-2 Cq值的比较.（a）比较标准与内部提取方法性能的实验设计方案。（b）来自内部提取方法的SARS-CoV-2 LTR、N1、N2和人 RP （阴性样本的对照）测定的Cq值。（c）基于两种提取方法的结果对样本进行分类。通过两种方法提取的样本中测得的（d）LTR、（e）N1和（f）N2的散点图。综上所述，作者开发的内部提取方法可以从单独的血浆或血浆和NS混合样本提取RNA来确定艾滋病病毒感染者是否存在SARS-CoV-2感染，从而有可能简化HIV管理和SARS-CoV-2检测。将这两种病毒的检测结合起来可以有效的减少COVID-19对艾滋病毒治疗的影响。medRxiv是由耶鲁大学（Yale University）、非营利研究和教育机构冷泉港实验室(The Cold Spring Harbor Laboratory，CSHL)和BMJ出版集团（英国医学会下属专业医学出版机构，British Medical Journal）创建的，服务器由CSHL拥有和操作。medRxiv为研究人员在期刊出版前分享、评论和接收有关其工作的反馈提供了一个平台。medRxiv旨在提高科学发现的开放性和可及性，加强研究人员之间的协作，记录想法的来源，并通过更及时地报告已完成的研究，为正在进行和计划的研究提供信息。原文：https://doi.org/10.1101/2021.08.18.21256786naica六通道微滴芯片数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica六通道微滴芯片数字PCR系统，源于Crystal微滴芯片式数字PCR技术，自动化微滴生成和扩增，每个样本孔可实现6荧光通道的检测，智能化识别微滴并进行质控，3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。

近几年，随着基因概念股在股市上的热浪，国际癌症基因组计划完成的消息，启动又停止、停止又启动的高通量测序的唐氏筛查工作等等。每天不断更新的消息使得基因测序这个产业和概念成为了一个非常热门的话题。　　在&ldquo 创新中国智库专题讲座&rdquo 上，中国科学院北京基因所技术研发中心常务副主任任鲁风作了《基因测序技术在中国应用前景》主题讲座。他主要从基因到底是什么?测序是干什么?基因测序到底能解决我们什么问题以及测序技术、应用在中国及全球的发展态势等方面解读了基因测序的相关内容。　　什么是基因测序　　&ldquo 首先做一个基本概念的科普。把地球比作生命之树的话，那么人只是大树末端的一个枝节。就动物而言，全球有1000万种动物，其中哺乳类就有5000。人只是其中一种。&rdquo 任鲁风介绍。　　据了解，几乎每个生命体都由细胞组成，这个细胞里有一个细胞核，细胞核包裹着遗传物质，从父母那儿遗传的染色体，把它松散拉直之后，就是平常所说的DNA(脱氧核糖核酸)，即通过核苷酸作为基本单位，排列形成生命密码。　　任鲁风表示，在细胞DNA转化为RNA(核糖核酸)之后，通过RNA在细胞核外面的翻译，生产出蛋白质。而蛋白质也是通过DNA和RNA的排列顺序，构成生命体的不同结构。在这里所有生命活动都是来源于这个顺序，关注这个顺序就可以解决生命的发生和发展问题。　　DNA与RNA只有四种基本组成单位，也就是核苷酸，这四种核苷酸仅仅在化学分子结构上具有细微的差异，而这四种不同化学结构的分子在DNA链上的排列顺序，决定了所有生命活动的本质，&ldquo 测序&rdquo 就是把这个顺序决定出来。　　&ldquo 人和人之间的差异只有千分之一，就是这个排列的顺序只有千分之一的差别，这种差别引发了无数的遐想，这些遐想促进了生命科学和医学等一系列科研和应用的不断前行。&rdquo 任鲁风说。　　测序技术发展了40年，已经走过了四代技术阶段。第一代测序技术已经趋于稳定，在特定市场里保持着独占性应用。第二代测序技术从2006年推向市场后，10年来产生了诸多激烈的竞争，国内厂家也有参与。而第三代和第四代技术，现在还都是处于技术有待成熟和发展阶段。所以近年来主要的竞争还将集中于第二代技术上。　　基因测序能做什么　　&ldquo 成本的进一步降低，让基因组学衍生出更多的组学相关研究，并延伸至极为广泛的基础研究和实践应用中。&rdquo 任鲁风说。　　&ldquo 在涉及生命科学的领域目前都用得到这项技术，目前用基因测序逐渐开始解决实践应用的问题，成本也已经达到实践应用的要求。&rdquo 任鲁风表示，这项技术应用领域包括检验检疫，食品安全、种质鉴定、临床诊断、环境检测、疾病防控、微生物的进化。在农业、林业、畜牧业、渔业等领域，测序技术也已经开始应用其中。　　任鲁风介绍，现在突发传染病每时每刻都在发生，但不会再出现像2003年SARS疫情时长时间不能准确判别病原的情况了。基因测序技术能够在新突发传染病发生的72小时内获得病原的确切信息。　　法医鉴定方面早已将测序技术作为基本物证鉴别手段。在国家安全层面，基因信息的安全性和生物反恐都是值得注意的发展领域。实际上这些都是细分领域，目前已经开始呈现市场容量急剧扩张的趋势。&ldquo 基因测序在应用市场里的蓬勃发展和爆发式的增长将从2015年开始。&rdquo 任鲁风说。　　基因测序重在医学　　据悉，奥巴马在国情咨文里边提到，要启动精准医学计划，要把所有人基因组全都测完，指导后期的健康分析。这被定义成医学上的一个划时代的开端。　　那么究竟什么是精准医学呢?任鲁风介绍，根据大量数据积累和分析，得到一个数据库，这样就会得到不同的基因型和疾病与用药之间的关系，之后通过每个人不同的基因或基因表达水平的不同，与这个数据库去对照，会发现每个人每一种疾病的预防、发生、发展、治疗、预后均和基因具有显著的相关性，这样直中靶心，采取有针对性的不同的治疗方法，这就是所谓的精准医学。　　在目前这个初级阶段，基因测序可能更多集中在遗传病的诊断，传染病的病原检测，肿瘤的个体化治疗以及药物基因组学方面，也就是根据基因来判断病因是什么、药物能不能用和好不好用等问题。&ldquo 在这个过程中个人基因组和临床相关性研究，是目前精准医学首先要做的工作。&rdquo 任鲁风说。　　任鲁风把健康相关领域分成两个部分，一个是疾病易感性，一个是药物敏感性，疾病易感性是指每个人都有患某种疾病的风险，这个风险来自本身的遗传物质。如果医生可以看到病人的基因组谱，就可以提前获知和进行干预。　　当然，除了预防还要治病。&ldquo 药物对这个疾病有治疗作用，还没有毒性，这是最好的情况。如果没有治疗作用，药毒还可能对病人有损伤，对于患者而言就是灾难。但通过基因水平来判断，就可以选择既没有毒性又起作用的药物。&rdquo 任鲁风说。　　基因测序应加快自主研发　　&ldquo 在基因测序方面，中国现在处于机遇与挑战并存的时期。&rdquo 任鲁风告诉记者。基因组学从概念的出现到现在只不过二三十年的时间。伴随着信息技术的发展，国内外信息互通，让中国的科学家有更多与国外同行直接交流和沟通的机会，加之大量的海外高水平人才回国，使中国在基因组学基础研究，测序技术领域并不比西方国家落后多少。　　2011年的统计显示，人类基因组计划完成以后，对美国经济的影响是巨大的。意味着通过38亿美元的投资，获得了将近8000亿美元经济带动作用，创造了31万个工作岗位，到2013年，对美国经济的带动作用达到了1万亿美元。　　据悉，中国第一台测序仪是由深圳华因康公司生产的，而华大基因从美国收购CG公司，也是看中了其测序技术在未来的应用前景。　　&ldquo 虽然中国的测序技术刚起步，但包括LifeTech和Illumina这两家测序技术巨头，在通过贴牌方式进入中国医疗市场，一定程度上阻碍了我国自主研发的进程。&rdquo 任鲁风表示。　　在测序技术这一领域，自主研发，自主原理，自主技术平台的缺失一直造成我国应用领域永远给国外这种厂商打工的局面，从机器、软件甚至数据分析方面都要依托外国。　　&ldquo 中国有广泛的医疗资源和人群，最基础的医疗资源是不缺的，缺的是没有一项是自主创新的技术。&rdquo 任鲁风说。例如，生物技术必要的功能性软件，所有进行基因数据分析的算法基本上均来源于国外原创性的基础算法。中国的高性能计算硬件资源已经达到了先进水平，但对于数据解读、挖掘和数据库建立等方面还落后很多。另外一个问题在于，我国的基础研究和基础数据积累方面，碎片化严重，无法形成统一有效率的研究计划和数据挖掘，这些有待于国家层面的科学布局规划。　　在技术发展层面，据了解，美国对基因测序技术的研发，从2004年到2014年持续进行资助，从第二代测序技术到目前的第四代测序技术，累积已经投入超过2亿美元。而我国的国家级别支持的基因测序技术研发经费一共大概2000万元人民币。　　&ldquo 这项技术是决定中国在国际市场上竞争力的关键，我国的科技体制改革，需要在这方面有所考虑。&rdquo 任鲁风说。还有就是目前有一些饮鸩止渴的现象，除了华大收购的CG还算是国产，其他获得国产医疗器械证书的测序产品，均来自于国外。　　&ldquo 我们已经坚持了六七年的时间来做基因测序技术，目前已经完成了产品样机的生产，即将给国内客户进行免费试用。&rdquo 任鲁风介绍。另外，其领导的科研团队正在策划针对应用的整体解决方案，包括样品处理、测序、数据分析等流程的全自动化实现，&ldquo 用户可以在对样品进行测序和数据分析中实现无人操作，通过云计算和自主研发的算法，可以解决数据的有序积累和挖掘过程&rdquo 。　　任鲁风表示，在中国缺乏核心精密工业条件和高端生命科学仪器开发生产经验的情况下，如何依靠和支持自主创新来抵抗国外技术蚕食中国市场，值得我们反思。

上一期，主要介绍了抗病毒药物研究的共同靶标相关内容，本文将继续从抗病毒药物研究的共性环节、 抗病毒药物研究的通用策略方面进行阐述与探讨。2 抗病毒药物研究的共性环节2.1 靶向病毒膜融合过程 在包膜病毒的复制周期中，需要病毒和细胞膜融合才能进入细胞。病毒通过受体识别以及膜融合或内吞等步骤进入靶细胞是首要环节。 在该过程中， 介导病毒与细胞受体识别的病毒表面蛋白（surface protein，SP）的 受体结合亚基、介导膜融合的病毒 SP 跨膜亚基、细胞上的受体、切割 SP 所需 的宿主细胞蛋白酶等均是常见的抗病毒靶点[30]。CoV 是 I 型包膜病毒，位于包膜表面的 S 蛋白介导病毒入侵宿主细胞过程，包括受体结合及膜融合等步骤。在膜融合的过程中，形成六螺旋束（six-helix bundle，6-HB）是一个非常保守且关键的机制。目前发现感染人的冠状病毒（HCoV） 中，其 HR1 （heptad repeat- 1）三聚体与 HR2 （heptad repeat-2）作用的表面氨基 酸大都为保守的疏水性氨基酸，因此 HR1 是 CoV S 蛋白上非常保守的药物靶点[30]。2018 年，姜世勃与刘克良团队发现靶向病毒融合蛋白的α-螺旋脂肽具有广 谱抗 MERS-CoV（EC50 = 0.11 μmol L-1 ，CC50 100 μmol L- 1 ）及甲型流感病 毒（influenza A virus，IAV）活性（H1N1 EC50 = 1.73 μmol L- 1，CC50 100 μmol L-1）[31] 。近日，复旦大学姜世勃/陆路团队与上海科技大学杨贝/Wilson 团队合作， 通过系统地筛选与结构修饰，发现了能够广谱抑制多种 HCoV 感染的多肽类融 合抑制剂 EK1 及脂肽 EK1C4，并揭示了其作用靶点与分子机制[32,33] 。该研究同时证明了 CoV 刺突蛋白的 HR1 区域是一个重要且保守的药物靶点， 为后续广谱抗 HCoVs 药物研发提供了思路。2.2 核酸复制 病毒进入靶细胞后， 病毒基因组 DNA/RNA 被释放到细胞中， 作 为模板指导病毒蛋白的合成。 RNA 病毒的基因组复制需要 RNA 依赖的 RNA 或 DNA 聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase ，RdRp ；RNA-dependent DNA polymerase，RdDp），这类酶在人体中不存在且相对保守，成为抗病毒药物研发 的重要靶点。不同病毒聚合酶的结构和功能有许多相似之处，因此针对某一种病 毒聚合酶设计的抑制剂往往对其他病毒也有较好的抑制作用[34,35]。自从 1962 年世界第一个抗病毒药物碘苷被批准上市以来，全球已有众多抗病毒核苷类似物药物获批上市。 在病毒疫情暴发时， 核苷类药物往往成为人们的首选。 早在 2014 年西非暴发的大规模 EBOV 疫情中，部分核苷类似物药物在临床阶段均表现出一定的抗病毒活性——例如日本富山化学的新型抗流感药物法匹拉韦（favipiravir）以及瑞德西韦（remdesivir，图 3），特别是瑞德西韦目前已经完成 EBOV 的试验药物 III 期临床试验。随着研究的深入， 瑞德西韦被发现具有广谱抗病毒活性， 涵盖丝状病毒科病毒（EBOV 和马尔堡病毒等） 、沙粒病毒科病毒（拉沙病毒和胡宁病毒等）、 CoV 科病毒（SARS 、MERS 和猫科冠状病 毒等）和黄病毒科病毒（ZIKV 等） 等，因此也成为了治疗 SARS-CoV-2 的首个 小分子药物[36]。阿兹夫定（azvudine ，FNC，图 3）具有抑制 HIV 、丙型肝炎病毒（hepatitis C virus ，HCV）、肠道病毒 71 型等 RNA 病毒复制的功能，2021 年 7 月， 已在 中国上市用于治疗高病毒载量的成年 HIV- 1 感染者。此外， 阿兹夫定在新冠肺炎 临床研究中也取得显著效果[37]。瑞德西韦进入临床研究后，其抗病毒效果与预期有一定差距，原因可能是： 疾病的病程及动物模型与人体药动学差异、药物之间的相互作用和个体差异。 此 外， CoV 特有的“复制矫正”（proofreading）机制，即将掺入 RNA 产物链的核 苷药物“剔除”，进而逃逸核苷类抗病毒药物的抑制， 可能是此类抗病毒药物效 果不佳的一个重要原因[38]。近日，美国乔治亚州立大学的研究人员报道了一种抑制呼吸道合胞病毒 （respiratory syncytial virus，RSV）、相关 RNA 病毒和 SARS-CoV-2 的广谱抗病 毒核苷分子——4' -氟尿啶（4' -FlU，EIDD-2749，图3），它在细胞和分化良好的 人气道上皮中具有高选择性指数。RSV 和 SARS-CoV-2 体外 RdRp 聚合酶抑制显 示掺入后 i 或 i+3/4 位出现转录暂停。每日一次的口服治疗对 RSV 感染的小鼠或SARS-CoV-2 感染的雪貂非常有效[39]。EIDD- 1931（即NHC，图3），是一种核苷酸类似物。 NHC 上的肟形式模仿 尿苷， 与腺苷匹配， 而另一个互变异构体模仿胞苷， 与鸟苷匹配。它的原理是通 过给病毒 RNA 引入大量的突变，“瘫痪”病毒的基因组，进而导致遗传信 息大量错误使病毒无法存活[40-45]。目前仅有 NHC 及其衍生物能够躲避病毒复制 矫正机制的干扰。 在体外模型中，NHC 对 RSV、流感病毒、CHIKF、EBOV、委内瑞拉马脑炎病毒、东部马脑炎病毒、MERS-CoV、SARS-CoV 以及 SARS-CoV- 2（多数变异毒株）等具有广谱抗病毒活性，无明显细胞毒性[46-48]；但在食蟹猕 猴中口服生物利用度较差。 EIDD-2801（molnupiravir，图 3）是 NHC 的异丙 酯前体药物，旨在改善 NHC 体内药代动力学以及在人类和非人类灵长类动物的 口服生物利用度。Molnupiravir 在雪貂和非人类灵长类动物中具有较好的口服 生物利用度。对感染流感病毒的雪貂进行 molnupiravir 口服治疗，可将大流行 流感和季节性甲型流感的病毒载量降低数个数量级， 并可减轻发热、呼吸道上皮 组织病变和炎症[39,49] 。Molnupiravir 使轻 中度新冠肺炎患者的住院率或死亡风险降低了约 50% 。2021 年 11 月 4 日， 英国药品和保健产品监管局（MHRA）已在英国批准 molnupiravir 上市，用于治疗重症和住院风险较高的轻至中度新冠肺炎成人患者（ http:// www.21jingji.com/article/20211104/herald/f0b15254b2fcc17b70b26b839e32b1c6.html）。除了 molnupiravir 之外，法匹拉韦也可以掺入到病毒 RNA 链，诱发病毒的基因组突变， 并通过累积这种突变，导致病毒失活或失去感染能力[50]。总之， 靶向病毒最为保守的 RdRp 是一种开发广谱抗病毒药物非常有前景的策略。 目前处于临床研究阶段的多个新冠病毒 RdRp 抑制剂类药物结构差异较大，靶向 RdRp 影响病毒复制的机制也不尽相同，特别需要从结构生物学角度解析抑制剂与 RdRp 复合物结构，明确作用机制，为精准开发高效特异的、以 RdRp 为靶标的广谱抗病毒药物提供理论基础。2.3 核糖体移码 (ribosomal frameshifting) 在正常细胞内，核糖体（ribosome） 以 3 个碱基为单位（即密码子codon）由 5 到 3 端单向、连续地读取 mRNA 中的 遗传信息， 合成蛋白质[51]。由于体积的限制， 病毒的基因组通常较小， 所携带的 遗传信息较少。 包括 SARS-CoV-2 在内的各种 RNA 病毒在复制过程中会利用一 些特殊的机制调控病毒基因表达，扩展其所携带遗传信息的利用率， 其中一种常 用的机制是称为程序性“移码”的蛋白质合成重编码机制（programmed ribosomal frameshifting，PRF）[52-54]。即核糖体不遵循常规读取 3 个字母的步骤， 而是会漏 掉一两个 RNA 字母。核糖体发生的这种错位被称为“移码”，会导致核糖体错误读取遗传密码。例如， SARS-CoV-2 严重依赖其 RNA 折叠引起的“移码”来 合成蛋白[52-54]。理论上， 任何通过靶向 RNA 折叠来抑制“移码”的化合物都可能作为一种 治疗感染的药物。 “移码”现象在人类自身基因的表达中极为罕见， 因此靶向读 码框“移码”是一个可行的抗病毒策略。研究者通过运用荧光蛋白报告基因系统联合高通量筛选技术， 鉴定出了一个可以高效抑制读码框“移码”的小分子化合物美拉沙星（merafloxacin，图 4），它能在细胞水平（Vero E6 细胞）显著抑制 SARS-CoV-2 复制[55] 。美拉沙星抑制读码框“移码”的机制尚不清楚，可能直接作用于核糖体与病毒 RNA 的结合，或者抑制内源性调控蛋白。近期， Ahn 等[56]从9689 个小分子中发现了一种新型的呋喃[2,3-b]喹啉类化合物 KCB261770（图 4），它能够抑制 MERS-CoV 的“移码”和细胞水平 MERS-CoV 的复制。此外，该化合物还能抑制 SARS-CoV 和 SARS-CoV-2 的“移码”，具有广谱抗病毒活性。3 抗病毒药物研究的通用策略3.1 细胞纳米“海绵” SARS-CoV-2 的细胞结合和进入是由其刺突糖蛋白（S 蛋 白）介导的， S 蛋白不仅与人类血管紧张素转换酶 2（angiotensin convertingenzyme II，ACE2）受体结合， 还与肝素等糖胺聚糖结合。 近期研究发现细胞膜包被的纳 米颗粒（细胞纳米“海绵”）模拟宿主细胞，通过自然的细胞受体吸引和中和 SARS-CoV-2 ，可作为一种广谱抗病毒策略，还发现增加细胞纳米海绵表面肝素密度可以提高抗 SARS-CoV-2 作用[57]。3.2 抗体募集/杀死细胞 2009 年， 研究者设计了一种新的小分子 ARM-H，有可 能通过两种机制抑制 HIV：①通过招募抗体到 gp120 表达病毒颗粒和受感染的人 类细胞， 从而增强其吸收和人类免疫系统的破坏； ②通过结合病毒糖蛋白 gp120， 抑制其与人 CD4 结合和防止病毒进入。研究人员通过实验证明了 ARM-H 能够 同时结合 gp120 和抗 2,4-二硝基苯抗体（DNP ，存在于人血液中） [58]。抗体、 ARM-H 和 gp120 之间形成的三元复合物具有免疫活性，导致补体介导的表达 env 细胞的破坏。此外， ARM-H 可以阻止病毒进入人类 T 细胞， 因此应该能够通过两种相互强化的机制（抑制病毒进入和抗体介导的杀伤） 来抑制病毒复制。这些研究表明， 通过抗体招募的小分子具有可行的抗艾滋病毒活性， 并有可能启动 HIV 治疗的新范式。2020 年，Low 团队通过将神经氨酸酶抑制剂扎那米韦与高免疫原性半抗原2,4-二硝基苯（DNP）结合， 设计并合成了一种双功能小分子， DNP 专门针对游离病毒和病毒感染细胞的表面。该类分子抑制病毒释放的同时， 通过免疫介导清除游离病毒和病毒感染的细胞，对感染 100 倍 MLD50 病毒的小鼠进行鼻内或腹腔注射单剂量药物，可以根除 A 型和 B 型流感毒株的晚期感染[59]。近期研究发现， 抗生素分子 concanamycin A 可让免疫系统杀死被 HIV 感染的人体细胞[60]。DDX3 抑制剂可以让 HIV- 1 感染的细胞选择性死亡，进而耗竭病毒潜伏库[61] ，为根治艾滋病提供了新思路。3.3 多价结合——靶向病毒表面的非特异作用 细胞表面的糖链是细菌、病毒、 免疫细胞的接触点。病毒进入宿主细胞的过程涉及与不同细胞表面受体稳定但短 暂的多价相互作用。几种病毒的最初接触始于在细胞表面附着硫酸肝素蛋白聚糖， 最终导致病毒进入。已经开发出的广谱抗病毒药物如肝素或类肝素材料模拟细胞 表面糖负责最初的病毒附着， 如硫酸乙酰肝素（heparan sulfate）。高磺化金纳米 粒子具有广谱杀病毒性能。然而， 由于未知的清除机制和潜在的长期毒性是金纳 米颗粒成药性的不利因素。环糊精（cyclodextrins，CDs）是天然的葡萄糖衍生物， 具有一种刚性的环状结构，由α（1-4）连接的吡喃葡萄糖组成。磺化环糊精对HIV 具有可逆及特异的抑制活性。最近，英国曼彻斯特大学研究小组对天然葡萄糖衍生物环糊精进行磺化修饰 开发出了一种能够破坏病毒的外壳且对耐药性病毒也有效的新的广谱抗病毒分 子，其有望治疗 HSV 、RSV 、HCV 、HIV 和 ZIKV 等多种病毒感染[62]。基于多价相互作用的抗病毒药物，如柔性纳米凝胶，通过干扰病毒颗粒和阻 断与细胞受体的初始相互作用已经成为广谱抗病毒药物研究的有效策略。负电荷多硫酸盐可以结合 SARS-CoV-2 受体结合区域（ receptor binding domain，RBD）上的正电荷斑块（patches），阻止病毒与宿主细胞相互作用进而 抑制感染。 与肝素相比， 合成的线型聚甘油硫酸酯（linear polyglycerol sulfate ， 图 5）的抗病毒活性更高，且抗凝血活性较低[63]。巨大球状多价糖富勒烯、糖基化碳纳米管能抑制 EBOV、ZIKV 和 DENV 的 感染， 活性可达皮摩尔水平[64-66]。多价唾液化（sialylated）聚甘油对甲型流感毒 株（含耐药株）具有广谱抑制活性[67]。3.4 基于拓扑匹配的药物设计 IAV 颗粒表面均匀分布血凝素和神经氨酸酶。近 期，Nie 等[68]运用拓扑匹配（topology-matching design）的药物设计理念， 设计了 一种纳米颗粒抑制剂（纳米抑制剂， 图 6A）， 它与 IAV 病毒粒子的纳米拓扑结 构匹配，对血凝素和神经氨酸酶具有多价抑制作用， 可以在细胞外中和病毒颗粒， 阻断其附着和进入宿主细胞。病毒复制显著减少了 6 个数量级， 即使在感染24 h 后使用， 仍能达到 99.999%以上的抑制作用。 2020 年， 该团队用类似的思路， 发现了与 IAV 表面空间匹配的尖峰纳米抑制剂（spiky nanoinhibitor，图 6B），峰 值在 5～10 nm 之间的纳米结构与病毒粒子的结合明显优于平滑的纳米粒子，获 得的红细胞膜（erythrocytemembrane，EM）包覆的纳米结构可以有效地阻止 IAV 病毒粒子与细胞的结合， 并抑制随后的感染。 EM 包覆的纳米结构在细胞无毒剂 量下降低了99.9%的病毒复制[69]。2021 年，该课题组运用拓扑匹配设计理念，基于宿主红细胞膜设计了与病 毒状球面相匹配的碗状纳米结构（“纳米碗”，heteromultivalent nanobowl，Hetero- MNB，图 6C），可作为广谱病毒进入抑制剂。与传统的同多价抑制剂不同， 该 类异多价抑制剂由于协同多价效应和拓扑匹配的形状，其半最大抑制浓度为 32.4 ± 13.7 μg mL- 1 。在不引起细胞毒性的剂量下，可减少99.99%的病毒传播。由 于在 SARS-CoV-2 的 S 蛋白上也发现了多个结合位点， 因此， 异多价纳米结构有 望为开发一种有效的预防 CoV 感染提供新思路[70]。3.5 靶向病毒核酸 病毒 RNA 会折叠成复杂的 RNA 结构，在病毒的生命过程调 控中起重要作用，为开发抗病毒疗法的靶标提供了新的机会。很多研究已经发现 多种病毒的非编码区 RNA 结构可以调控病毒的翻译、复制以及稳定性，它们通 常在相关病毒中高度保守[71-73] 。例如，黄病毒中 5' UTR 和 3' UTR 之间的分子内 RNA-RNA 相互作用促进基因组环化并帮助协调复制；HCV 5' UTR 内部核糖体 进入位点的结构对于翻译至关重要；并且 ZIKV 和其他黄病毒的 3' UTR 中的多 假性结构已显示出使 RNA 外切核酸酶 Xrn1 失速，从而产生了亚基因组黄病毒 RNA，有助于病毒逃避细胞抗病毒过程[74,75]。需要指出的是，与蛋白质类药物靶标相比， RNA 结构的动态性与复杂性为药物筛选增加了困难， 往往需要借助于高通量筛选。例如， SARS-CoV-2 的 RNA基因组含有 15 个独立的 RNA 调节元件。 研究者通过基于 NMR 的片段筛选， 从含有 768 个小分子的片段库中发现了 SARS-CoV-2 的 RNA 配体[76]。近日，新加坡科学家使用多种 RNA 分子结构探测方法以及 RNA-RNA 相互作用分析技术， 解析了 SARS-CoV-2 基因组 RNA 的二级结构信息和病毒-宿主之间的 RNA 相互作用；同时发现在 SARS-CoV-2 基因组 RNA 上广泛存在 2' -O- 甲基化修饰， 推测可能有助于新冠病毒逃避宿主免疫攻击，揭示病毒逃避宿主免疫的潜在机制[77]。G- 四链体是由 G-quartet 层叠而形成的 DNA 或 RNA 四链构象， 是最重要的非典型核酸二级结构之一， 因其独特的构象、重要的基因功能和生物学意义而备受关注，是很有前途的药物靶点[78]。中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚团队使用多种生物物理技术和分子生物学技术，发现 SARS-CoV-2 基因组中存在 G-四链体结构 RNA ，证实 SARS-CoV-2 中的富 G 序列（位于 SARS-CoV-2 核衣壳 磷酸化蛋白 N 编码序列区域）可以在活细胞中折叠成稳定的单分子 RNA G- 四 链体结构。该 G- 四链体 RNA 可以被 G- 四链体特异结合配体 PDP（图 7）等识别 并稳定，进而影响 G- 四链体 RNA 的生物功能。因此，该 G- 四链体可能是抗 SARS- CoV-2 药物新靶点[79]3.6 超分子配位化学 病毒基因组的未翻译区域（the untranslatedregions，UTR） 包含多种保守和动态结构，这些功能性的 RNA 结构对病毒复制至关重要，为广 谱抗病毒研发提供了药物靶点。 然而， 计算机对接筛选对于具有内在柔性特征的 RNA 结构仍存在较大挑战。 研究者将体外 RNA 分析与分子动力学模拟相结合， 构建 SARS-CoV-2 基因组 5' UTR 关键区域结构和动力学的3D 模型，进而确定了 圆柱形金属超分子螺旋（[Ni2L3]4+ 、[Fe2L3]4+）对这种 RNA 结构的约束。这些纳 米尺寸的金属超分子螺旋分子可以与核酸结合，并且在细胞水平具有抗 SARS- CoV-2 等病毒复制作用[80,81]。3.7 核糖核酸酶靶向嵌合体 核糖核酸酶靶向嵌合体（ ribonuclease targeting chimeras，RIBOTACs）是降解 RNA 的新策略， RIBOTACs 基于小分子选择性结 合 RNA（特别是形成复杂的二级和三级结构的RNA）， 进而激活核糖核酸酶 L（ribonuclease L，RNase L）。RNase L 是一种在脊椎动物细胞中广泛表达、具有单链 RNA 内切活性的蛋白质。该技术已被用于靶向 SARS-CoV-2 的 RNA 基因组，抑制 RNA 的移码，并且募集细胞核糖核酸酶彻底杀死 SARS-CoV-2。该策略有望用于抗其他病毒药物研发[82]。3.8 反义核酸技术 反义核酸（antisense oligonucleotides）可以序列特异性地与靶 标 RNA 结合，实现高效的寻靶和抑制活性。近期，北京大学的研究人员构建了 一类靶向 SARS-CoV-2 包膜蛋白 RNA（E-RNA）和刺突蛋白 RNA（S-RNA）的 单链嵌合反义寡聚核苷酸， 通过在 2' 甲氧基修饰的反义核酸序列 5' 端缀合 RNase L 招募基团 2-5A，可实现有效的病毒 RNA 降解并抑制病毒增殖[83]3.9 核酸适配体技术 核酸适配体（nucleic acid aptamers）是一小段经体外筛选 得到的寡核苷酸序列（单链 DNA 或 RNA 分子），能与相应的配体进行高亲和 力和强特异性的结合[84] 。适配体已经在抗病毒药物开发方面 （含 SARS-CoV-2） 展现出巨大的潜力[85-87]。3.10 基于蛋白自组装的配体发现 动态组合化学（ dynamic combinatorial chemistry，DCC）融合了组合化学和分子自组装过程两个领域的特点， 开辟了使 用相对较小的库组装很多的物质的途径， 而不必单独合成每一个物质。早在 2003 年，研究者通过基于点击化学的蛋白模板诱导片段组装， 发现了高活性的 HIV 蛋 白酶抑制剂[88]。2008 年，研究者通过动态连接筛选（dynamic link screening，DLS） 开发了一种潜在的抗 SARS 药物，其亲核片段通过与醛抑制剂的可逆反应将亲核 片段指向蛋白质的活性位点。它们的抑制作用可以通过与荧光酶底物的竞争检测 到。有了这一概念， 与活性位点特异性结合的低亲和力片段在功能酶分析中迅速 被识别出来[89]。2021 年，基于 Knoevenagel 反应的蛋白模板诱导片段组装策略用 于 Enterovirus D68 蛋白酶抑制剂的发现[90]。总之，动态组合化学在抗病毒药物 发现领域仍具有广阔的前景。参考文献，点击查看《浅谈广谱抗病毒药物研发的普适性策略（一）》文末。

导语在实验过程中，最心累的莫过于好不容易提取的核酸却降解了。那么核酸为什么会发生降解呢，我们又该如何预防呢？关于核酸降解，你了解多少呢？让我们一起对核酸降解一探究竟吧。 什么是核酸 核酸是一种高分子化合物，核苷酸是构成核酸的基本单位。核酸水解后得到许多核苷酸，核苷酸是组成核酸的基本单位，即组成核酸分子的单体。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。如果5-碳糖是核糖，则形成的聚合物是RNA；如果5-碳糖是脱氧核糖，则形成的聚合物是DNA。 核酸降解本质 核酸降解是DNA/RNA分子中的碱基和戊糖间的氮糖苷键，或磷酸二酯键在物理因素、化学因素和生物因素等作用下发生水解，使DNA/RNA链发生断裂。核苷磷酸化酶：能分解核苷生成含氨碱基和戊糖的磷酸酯酶。广泛存在于生物体内,催化的反应可逆。可在核苷水解酶作用下继续分解核苷成嘌呤碱、嘧啶碱和戊糖。核苷水解酶：主要存在于植物和微生物体内，只水解核糖核苷。 核酸降解原因 DNA降解的因素很多，主要分为物理因素，化学因素和生物因素。一、物理因素：温度，机械剪切力、核酸的反复冻融、高温煮沸及辐射等。二、化学因素：PH值，水解反应，氧化反应等。三、生物因素：酶解及微生物侵染等作用。一、物理因素的影响★ 温度：高温条件下，RNA不稳定，易加速磷酸二酯键的水解，使核酸降解；★ 机械剪切力：包括剧烈震荡、搅拌、细胞突然至于低渗溶液中，以及让溶液快速通过狭长的孔道；★ 核酸的反复冻融、高温煮沸及辐射等，均会导致核酸的降解。二、化学因素影响水解★ PH值：氢离子参与催化磷酸二酯键、糖苷键的水解，但糖苷键比磷酸二酯键更易被酸水解。过高或过低的PH值都易破坏复键。核酸(特别是RNA)在碱性溶液中十分容易降解；★ 氧化反应：会氧化碱基中的含氨杂环，使其变性，从而改变一级与二级的核酸构象；★ 苯酚在空气中被氧化生成醌，它能够产生自由基，直接用于DNA的分离，会使磷酸酯键断裂，造成DNA的降解。三、生物因素影响★ 酶解：核酸酶可以催化水解多聚核苷酸链中的磷酸二酯键，直接破坏核酸的一级结构，使其降解。1.核酸酶(磷酸二酯酶)核酸内切酶：在环境或生物体内具有识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA双链的核酸内切酶统称为限制性核酸内切酶。作用方式从多聚核苷酸链中间开始，在某一个位点切断磷酸二酯键。如DNase，RNase等。核酸外切酶：核酸外切酶的作用方式是从多聚核苷酸链的一端(3' -端或5' -端)开始，逐个水解切除核苷酸。如蛇毒磷酸二酯酶，牛脾磷酸二酯酶等。2.核苷酸酶(磷酸单酯酶)专一性的磷酸单酯酶：3' -核苷酸酶，5' -核苷酸酶非专一性磷酸单酯酶。★ 微生物侵染：微生物会将DNA作为营养物质或是其分泌的化学物质含酶。 预防降解的方法 预防RNA降解的方法:★ 去除环境中RNase酶的污染或强有力地抑制其活性。★ 获取样品后最好立即提取RNA，若无条件立即实验，应于-80℃液氮中保存样品，提取时取出样品后立即在低温下研磨裂解细胞，以防RNA降解。★ 在总RNA提取分离的最初阶段，联合使用Rnase的特异抑制剂，尽可能的灭活胞内的Rnase的活性。★ 避免样品的反复冻融。★ 保证裂解液的质量，裂解液的用量不足，也会导致RNA降解。★ RNA提取后，放入-80℃保存，防止降解。预防DNA降解的方法:★ 简化操作步骤，缩短提取过程，以减少各种有害因素对核酸的破坏；★ 减少化学物质对DNA的降解，为避免过酸、过碱对DNA双链中磷酸二酯键的破坏；★ 防止基因组DNA的生物降解，主要是DNase降解基因组DNA，Dnase需要二价金属阳离子Mg2+等的激活，可用EDTA等金属离子整合剂整合Mg2+以抑制Dnase的活性；★ 减少物理因素对DNA的降解，物理降解因素主要包括机械剪切力(如剧烈震荡、搅拌等)；★ 避免样品的反复冻融，可将DNA分装保存于缓存液中；★ 所有试剂应用无菌水配制，耗材经高温灭菌；★ 避免DNA的过高温处理等。

金纳米微粒(左)在一组光镊子中的运动被用来探测由周围其他纳米微粒的膨胀所触发的声波。图片来源：Ohlinger等，《物理评论快报》　　你有没有想过一个病毒听起来像什么，或者一个细菌在宿主之间游走会发出什么噪音?如果答案是肯定的，那么由于世界上最小耳朵的发明，你或许很快就有机会搞清这一切。“纳米耳”——被一道激光束俘获的金微粒——能够探测到仅为人类听觉阈值一百万分之一的声音。研究人员认为，这项研究将开启“声学显微术”的一个全新领域，后者是利用生物体释放的声音对其进行研究的一门科学。　　纳米耳的概念起源于1986年被称为光镊子的一项发明。这种镊子利用一个透镜将一道激光束聚焦到一点，从而能够抓住微粒并移动它们。光镊子已经成为分子生物学和纳米技术的一种标准工具，帮助研究人员向细胞内注入脱氧核糖核酸(DNA)，甚至在DNA注入后对其进行操作。光镊子还能够用来测量作用于微观粒子上的极小的力 一旦你用激光束控制住你的粒子——而不是由你来让其移动，你便只须用一台显微镜或其他合适的观测设备观察它是否在自动地运动。这也正是纳米耳遵循的道路。　　声波随着它们经过的介质粒子的前后移动来传播。因此为了探测声音，你需要对这种前后运动进行测量。德国慕尼黑大学光子学与光电学研究团队的光物理学家Jochen Feldmann和同事将一个直径60纳米的金微粒浸入水中，并用光镊子夹住了它。　　Feldmann的研究团队记录并分析了该粒子响应声振动所产生的运动——这种声振动由在附近水中的其他金纳米粒子的激光感应加热所导致。除了具有前所未有的敏感性外，他们的纳米耳还能够计算声音来自于哪个方向。研究人员提出，使纳米耳的三维阵列一道工作将能够用来监听细胞或微生物，例如细菌和病毒，随着运动和呼吸，它们都能够释放出非常微弱的声振动。Feldmann表示：“这里显然存在着医学上的可能性，我们可以用其来研究适当的人群，但我们首先必须搞清它是如何工作的。”　　丹麦哥本哈根市玻尔研究所光镊子实验室的生物物理学家Lene Oddershede对此印象深刻，并推测这篇论文会激发该领域的其他科学家在研究微生物时寻求声波的帮助。她说：“这真是一个有趣的想法，并且我们很容易做到这一点，但我们之前从未进行过任何尝试。”然而Oddershede警告说，“我只能说这篇论文从这个意义上将是很鼓舞人心的”，但在超声显微镜变为现实之前，这项试验的设置还需要显著细化，以改进其区分来自随机分子运动的声波的能力。但她对此表示乐观：“我相信他们能够相当快地改进这一设备。”　　研究人员在最新出版的《物理评论快报》(PRL)上报告了这一研究成果。

近期，基于华大智造平台打造的肿瘤相关产品硕果频出。8月29日，华大智造携手吉因加打造的 Gene+ Seq-200 和 Gene+ Seq-2000 基因测序仪获得国家药品监督管理局（NMPA）批准上市；同时，基于华大智造测序平台，由深圳华大基因股份有限公司生产的肺癌多基因检测试剂盒通过三类医疗器械产品的注册审批 。该试剂盒的获批，打破了国外测序仪在肿瘤基因检测试剂盒领域的垄断局面。这些成果的产出，从硬件层面丰富了国产高通量测序仪产品线，为市场提供了更多元的选择，也推动了多样化的行业专用平台发展；在应用层面上推动高通量测序临床应用普及，推动更多医生和患者从国产高通量检测技术中获益。推动测序平台深耕肿瘤检测技术此次获批的Gene+ Seq-200和Gene+ Seq-2000两款测序仪，由华大智造与吉因加在肿瘤检测领域协同研发，是双方携手深耕肿瘤医疗领域的又一重要进展。华大智造充分发挥其在测序仪研发领域的优势，其独有的DNBSEQ? 技术具有高准确性、低重复序列率、低标签跳跃的重要特性。华大智造平台亦表现出开放性及兼容性。数据表明，两款测序仪在变异检出准确性方面具有显著优势，准确性高达99.9%。在临床上可用于对来源于人体样本的脱氧核糖核酸（DNA）进行测序，以检测可能导致疾病或易感性的基因变化。该仪器在临床上限于与国家药品监督管理局批准的体外诊断试剂以及仪器配套随机软件配合使用，且不用于人类全基因组的测序或从头测序。促进高通量测序临床应用普及此次获批的“EGFR/KRAS/ALK基因突变联合检测试剂盒”，是一款肺癌多基因检测试剂盒，也是国内始款基于国产高通量测序仪的肿瘤基因检测试剂盒。用于定性检测非小细胞肺癌患者FFPE组织样本中EGFR/KRAS/ALK基因变异，可用于吉非替尼、盐酸埃克替尼、克唑替尼药物的非小细胞肺癌适应症的伴随诊断检测。其对于EGFR、KRAS基因突变和ALK融合的检测限均为1%，达到了国内高水平。这款试剂盒适配华大智造的三款高通量测序平台，通过将国产试剂盒与国产测序平台相结合，有力地打破了国外测序仪在肿瘤基因检测试剂领域的垄断，为推动高通量测序在肿瘤应用的普及具有重要意义，将为更多肿瘤患者来带高质量的医疗服务。从平台到应用，华大智造始终秉持开放、共享的理念，以自主核心技术为基础，携手业内企业，开发更多专用平台和临床与科研应用，共同建设充满活力的行业生态体系。

粮食丰收的季节快到了民以食为天立秋之际岛津带大家了解一下每天必吃的粮食 　　大米，来源于稻子。　　亚洲很多国家都有以大米为主食的习惯，尤其是处于东亚的我国和日本。随着经济的发展，人们越来越注重食物的营养和口味，对待主食亦是如此。　　一般判断食物的好坏，首先看外观，例如下面这两粒未加工稻米，也可称为谷粒，或籾（ní）粒。 　 肉眼观察其外观，显然左边的谷粒更加饱满，右边的谷粒瘪瘦。　　那么，它们的颖壳（谷壳）下面是怎样的？　　过去我们可以用切割研磨的方法剖出断面，然后用光学显微镜仔细去观察它的组织状态，但是被研磨掉的部分就无法观察了，而且在切割研磨过程中，断面位置的结构可能不能反应它的原始状态。　　现在，我们可以利用工业CT像看VR一样看到谷粒的内部结构。　　还是上面的两颗谷粒。 图2 健康籾粒的CT图像 图3 发育不良籾粒的CT图像 　一般来说谷粒的结构如图2右下角图。谷粒最外层的壳称为颖壳，向内依次是皮层，作用是保护内部组织，皮层内有胚芽和胚乳。这里复习一下中学知识，胚芽就是发育成芽和根的部分，胚乳主要给胚芽发育提供养分。 　　颖壳之下的米就是我们常说的糙米，糙米如果脱去皮层和胚芽，剩下的就是精白米。也就是胚乳部分。皮层含纤维素、脂肪，蛋白质和矿物质较多，胚芽富含蛋白质、脂肪、可溶性糖、维生素、谷维素、硒、糠醛、三价铬、纤维素、核酸酶、微量元素等物质，小小胚芽所含的营养物质占整粒稻谷的约70%。如果加工时不去除胚芽，那么成品俗称“胚芽米”（学名“留胚米”）。所以要多吃糙米或胚芽米。 ※糙米、胚芽米、精白米，是不同加工工艺下的产物。 　　看看图2和图3，显然健康的谷粒（图2），糙米很饱满，与颖壳之间的间隙也小一些，发育不良的谷粒（图3）糙米和颖壳的间隙要大很多。但是两者该有的部分一个都不少，结构上也没有大裂隙。 　　接下来用放大扫描的功能看看胚芽部分的细节，如图4： 图4 图2中健康谷粒的胚芽图像 　　在图2中看上去质地均匀的胚芽放大后呈现图4的结构。图中可见，胚芽部分放大后可清晰看到细胞和微米级别的孔隙。　　为了看上去更加直观，我们把两颗谷粒的CT图像进行渲染，得到图5的效果图。　　原来谷粒的内部的这个样子！　　图5上部的两幅图像分别是健康谷粒和发育不良谷粒的三维效果图。下面的两幅分别是将各自的颖壳半透明处理后糙米的样子。　　同时在胚芽位置进行剖视，可以看到胚芽的断面图像。 图5 健康谷粒（左边上下）和发育不良谷粒（右边上下） 　　我们除了将谷粒的内部信息进行无损的可视化处理，还可以对其进行量化比较。这里省略细节处理过程。　　经过分析，发育良好的谷粒的体积是发育不良的谷粒体积的1．5倍；而且，两者的胚芽体积，都占其整体的0．5％。虽然组成部分一个都不少，但是显然发育不良的谷粒胚芽还是比健康谷粒的小很多，那么营养方面就大打折扣。体积方面的分析计算只是其中之一，对于物理结构上其他的量化分析，比如孔隙率在这里就不赘述。　　这次试验的仪器是岛津微焦点X射线CT设备inspeXioSMX-100CTPlus 岛津微焦点X射线CT设备inspeXioSMX-100CTPlus 　　这款设备虽然是工业CT，但是因为其分辨率高于医用设备，所以用来观察稻谷这样的小东西正合适。　　文明的进步，不光体现在科技的发展，还作用于人类生活的各个方面。其中，食物品质的提高，多样化，风味和口感的进步，无一不显示着文明的进化。工业CT能够用于食物方面的研究也是这一进化的体现。　　岛津的宗旨是：为了人类和地球的健康。我们的愿望是：世界因我们而更加健康！

p　　世界经济论坛发布了2015年度十大新兴技术，飞行机器人、仿人脑芯片等十大突破性的科技进展入选。/pp　　此榜单每年发布一次，由世界经济论坛新兴技术跨界理事会选出该年最有潜力解决全球长期挑战的技术成果，旨在促使人们关注新兴技术的潜力及蕴藏的风险。/pp　　今年的十大新兴技术体现了创新在改善人们生活、推动行业变革和维护地球生态方面的巨大力量。/pp　　strong1.燃料电池汽车/strong/pp　　燃料电池与蓄电池不同，不需要外接充电，只需使用氢气和天然气等燃料，便能直接产生电力。在使用中，燃料电池和蓄电池相互配合开展工作，燃料电池负责产生电力，蓄电池则负责存储电力。因此，燃料电池汽车属于混合动力汽车，且很有可能配备回馈制动系统。/pp　　燃料电池汽车的性能可媲美任何传统燃料汽车。燃料电池汽车巡航里程长，一箱燃料最高可供行驶650公里(燃料通常为压缩氢气)，而加满一箱氢燃料仅需3分钟。氢气是清洁燃料，水蒸气是其燃烧产生的唯一排放物，因此，以氢气为燃料的燃料电池汽车将可做到零排放。/pp　　大规模生产低价氢气并非易事，而氢气输送基础设施匮乏也是一个重大挑战。我们须像汽柴油加油站一样大力建设相关基础设施，并最终取代汽柴油加油站。目前，氢气的远距离运输，哪怕是在压缩的状态下，在经济上并不可行。好在新型氢气存储技术，比如不需要高压存储的有机液体运输装置等，会很快降低远距离运输成本，并减少气体存储以及泄漏存在的风险。/pp　　strong2.下一代机器人/strong/pp　　机器人技术的进步，逐渐使人机协作成为一种日常可见的现实。性能更强、造价更低的传感器使得机器人能更好地洞察周边环境并做出反应。设计师从人手等复杂生物结构出色的灵活性中汲取了灵感，制造出应变能力越来越好、越来越灵活的机器人。此外，受益于云计算革命的发展，机器人互联程度日益提高，可以远程获得指令和信息，不再需要编程为全自动型机器。/pp　　随着机器人新时代的到来，这些机器人逐步走下大型制造业的流水线，走向更为多样的工作岗位。通过使用卫星定位技术，机器人能像智能手机一样，用来协助除草和收割，推动农业作业精密化。日本已经开始了机器人护士的试点，这种机器人能帮助病人下床，撑扶中风患者，帮助患者恢复对四肢的控制。/pp　　体积更小、更为灵活的机器人也相继问世，这些机器人可以便捷地进行编程，处理一些人工干起来费力或感觉不适的制造类工作。/pp　　strong3.可循环利用的热固性塑料/strong/pp　　塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热固性塑料只能一次性加热、一次性成型。加热后，热固性塑料分子发生改变，经过了“硬化”，哪怕经受高温、高压，其形状和强度也会保持不变。/pp　　热固性塑料自身的特性使其在现代制造业中不可或缺，但同时也使得它们无法循环利用。最终，大部分热固性聚合物只能变为垃圾进行填埋。/pp　　2014年，这一领域迎来了重大进展，《科学》杂志刊发了一篇具有里程碑意义的文章，宣布发现了一种可循环利用的新型热固性聚合物。这种名为“聚六氢三嗪”(简称PHT)的聚合物可放入强酸中溶解，从而打破聚合物关联，分离出单体部分，然后重新组合为新产品。/pp　　我们希望可循环利用的热固性聚合物能在5年内取代不可循环利用的热固性塑料，到2025年时在新生产的产品中实现全面覆盖。/pp　　strong4.精密基因工程技术/strong/pp　　传统基因工程一直饱受争议。然而，新技术正在兴起，使我们可以直接“编辑”植物的遗传密码，以提高植物营养成分、更好地适应气候变化等。/pp　　这些技术包括锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活因子样效应物核酸酶(TALENS)和近期推出的可在细菌中演化为病毒防御机理的CRISPR-Cas9系统。这种系统使用核糖核酸分子来锁定目标DNA，并在目标基因组中按照一组已知的、用户选定的序列进行剪切。这样，便能抑制不需要的基因，或者将该基因进行改良，使其发挥出与自然变异别无二致的功用。通过采用“同源重组”的办法，CRISPR也可用于精确地向基因组中植入新的DNA序列乃至完整的基因。/pp　　基因工程另一个有望取得重要进展的领域是将核糖核酸干扰技术(RNAi)用到农作物身上。核糖核酸干扰可有效预防病毒和真菌病原体，保护植物免受病虫害，减少对化学杀虫剂的需求。病毒基因已广泛用于保护木瓜树免遭环斑病毒侵害。以夏威夷为例，采用此法十多年来，并没有出现病毒抗药性增强的迹象。此外，核糖核酸干扰也能惠及主要粮食作物，预防小麦秆锈病、稻瘟病、马铃薯晚疫病、香蕉枯萎病等。/pp　　strong5.增材制造技术/strong/pp　　增材制造技术是与减材制造完全相反的工艺。增材制造技术先从液体或粉末等碎料着手，然后再利用数字模板，将碎料打造成三维形状。/pp　　与批量生产不同，3D产品可以根据终端用户需求，实现高度的个性化。例如，美国隐适美公司(Invisalign)就利用顾客牙齿的电脑造影，制作出最贴合顾客嘴部结构的牙齿矫形仪。还有一些医学应用正引领3D打印朝生物科学的方向迈进：如今，通过直接打印人体细胞，已有望制作出活体细胞，在药物安全筛查和最终的细胞修复与再生等方面开发出有潜力的应用。在生物打印领域，打印肝细胞层的美国生物技术公司Organovo是一个先行者，其打印的细胞层主要用于进行药物测试，且最终可能会用于制作移植用人体器官。生物打印已经被用于制作皮肤、骨骼、心脏和血管组织。/pp　　增材制造技术的下一个重要阶段将会是以3D技术打印线路板等集成电子元件。然而这种办法很难打印处理器等纳米级电脑配件，因为要将用各种不同材质制作而成的不同电子元件组合为一体并不容易。现在，4D打印有望带来新一代的产品，这些产品可根据温度和湿度等环境变化自行调整。这可用于服装、鞋类以及一些医疗产品，如旨在改变人体机能的植入物等。/pp　　strong6.自然发生的人工智能/strong/pp　　简单而言，人工智能(AI)就是一门让电脑来代替人类干活的科学。近年来，人工智能取得了重大进展：我们大多数人手中的智能手机都能识别人类的语言，很多人都在机场边检排队时体验过人脸识别技术。无人驾驶汽车和无人机正处于测试阶段，尚未如外界所期待的一样投入广泛使用，但对于一些学习和记忆任务而言，机器肯定要强于人类。/pp　　与普通软硬件相比，人工智能可帮助机器感知环境变化并做出应对。自然发生的人工智能则在此基础上更进了一步，机器可通过消化海量信息进行自动学习。卡内基梅隆大学的“永不停止的语言学习”项目(NELL)便是一例。这套计算机系统不仅能查阅数以亿计的网页来读取现成的材料，还能在此过程中主动提高自身阅读和理解能力，以求在未来进一步提升表现。/pp　　与下一代机器人一样，机器在某些任务的执行上显然要优于人类。有鉴于此，完善后的人工智能将会带来生产力的显着提高。大量证据表明，无人驾驶汽车有助于减少道路交通中发生的碰撞和由此引发的人员死伤等问题，因为机器可避开人类容易犯的错误，如注意力不集中、视觉误差等问题。智能机器能在更短的时间内获得更多信息，并能不带任何人类式的偏见去做出应对，因而在疾病诊疗上或能完成得比医学专家更为出色。当前，肿瘤学上正在部署“华生”系统，来协助开展诊疗工作。/pp　　strong7.分布式制造技术/strong/pp　　分布式制造技术将颠覆我们的产品生产方式和销售方式。传统制造业是把原材料收集起来，加以组装，并在大型集中式的工厂中把产品制作成形，之后再原样分销至顾客手中。分布式制造技术则把原材料和生产方式分散化，而产品的最终生产将在终端顾客的身边完成。/pp　　从本质上说，分布式制造技术的概念是尽可能多地用数字信息取代实体供应链。以椅子制作为例，其流程是将有关椅子部件切割的数字方案发送到当地的生产中心，再用CNC刳刨机等由计算机控制的切割工具进行切割，然后由顾客或当地的制作车间进行组装，变为成品。美国家具企业AtFAB公司目前已经采用了这一模式。/pp　　当前，分布式制造技术在使用上高度依赖自助式的“创客运动”，即爱好者们利用本地的3D打印机、用本地的材料来生产产品。这当中有开源思维的元素，即消费者可以根据自身需求和喜好来制作个性化的产品。/pp　　分布式制造技术能使当前一些模式化的物品变得更为多样化，比如智能手机和汽车等等。产品的体积大小不成问题。英国FacitHomes公司已经在用个性化的设计和3D打印来为客户量身定制房屋。/pp　　strong8.能够“感知和躲避”的无人机/strong/pp　　近年来，无人驾驶飞行器，即无人机，已成为一国军事实力的重要组成部分，但也引发了不少争议。此外，无人机在农业、航拍和其他许多频繁需要低成本空中巡查工作的任务中也有广泛应用。但截至目前，这些无人机仍都有人类飞行员，只不过这些飞行员是在地面远程操控飞行器的飞行。/pp　　下一步，无人机技术将要开发可以自主飞行的机器，应用领域将进一步拓宽。要做到这一点，无人机必须能感知周围环境并做出应对，调整飞行高度和飞行线路，避免与途中其他物品发生碰撞。在自然界中，鸟类、鱼类和昆虫均能成群结队地集合在一起，每一只动物几乎都能与身边的伙伴同步瞬时移动，并以团队为单位飞行或游动。无人机不妨对此加以模仿。/pp　　strong9.神经形态技术/strong/pp　　目前，哪怕最先进的超级计算机，其复杂程度也无法与人脑相媲美。计算机是线性的，主要依靠高速中枢，在中央处理器和存储芯片之间实现数据的来回移动。相比之下，人脑则处于全方位的互联状态，人脑中的逻辑和记忆紧密关联，其密度和多样性均是现代计算机的数十亿倍。神经形态芯片旨在用与传统硬件完全不同的方式处理信息，通过模仿人脑构造来大幅提高计算机的思维能力与反应能力。/pp　　近年来，计算机微型化使得传统计算性能得到大幅提升，但存储器与中央处理器之间数据的不断移动会消耗大量能源，产生多余热量，这一瓶颈限制了计算机的进一步改进。相比之下，神经形态芯片能效更高、性能更强，可将负责数据存储和数据处理的元件整合到同一个互联模块当中。从这一意义上说，这一系统与组成人脑的数十亿计的、相互连接的神经元颇为相仿。/pp　　神经形态技术将是高性能计算的下一个发展阶段，它能够大幅提升数据处理能力和机器学习能力。IBM公司2014年8月所公布的百万神经元级别的TrueNorth芯片，在执行某些任务时，其能效可达传统中央处理器的数百倍，首次与人脑的大脑皮层有了可比之处。神经形态芯片计算能力显着提高，能耗和体积却要小得多，更为智能的小型机器或将引领计算机微型化和人工智能的下一阶段。/pp　　其潜在用途包括：可更好地处理和应对图像信号的无人机、更为强大、更为智能的相机和智能手机、有助于解读金融市场奥妙或进行天气预报的大规模数据透视。未来，计算机可以自主地进行预测和学习，而不是仅仅按照预先编写好的程序行事。/pp　　strong10.数字化基因组/strong/pp　　人体基因组由32亿个DNA碱基对组成，历史上第一次对其排序时，花了数年时间，耗资高达数千万美元。但今天，仅需几分钟，便可完成个人基因组的排序和数字化，花费也仅需数百美元。所得数据可通过U盘传输到笔记本电脑上，随后十分便捷地通过互联网进行共享。这种技术仅需很低的成本，便能瞬时探明我们每个人所独有的遗传结构，将为进一步推动医疗个性化、改善医疗效果带来一场革命。/pp　　人类健康所面临的许多最难对付的挑战，不管是心脏疾病还是癌症，都有着与之对应的遗传因素。有了数字化技术之后，医生能通过观察肿瘤的基因结构来决定如何治疗癌症患者。同时，这一新知识也有助于制定具有高度针对性的疗法，使精确用药成为可能，从而改进患者特别是癌症患者的治疗效果。/pp　　span style="COLOR: #002060"strong备注：作者系IBM公司首席创新官兼副总裁、世界经济论坛新兴技术跨界理事会主席/strong/span/p

近日，河南省多部门联合下发相关通知，为进一步加强防疫人员队伍建设，扩大掌握核酸检测等技能人员规模储备力量，经研究，决定开展核酸检测相关人员项目制培训，培训计划今年年底前全省完成培训取证5万人以上。其中，核酸采样培训取证2万人以上，核酸检测培训取证1万人以上，环境与物品消毒培训取证1万人以上，公共场所卫生管理员培训取证1万人以上。核酸采样、核酸检测主要针对医疗机构医疗、护理及辅助岗位工作人员，本科院校医学类、技工院校、中高等职业学校医药卫生大类相关专业应届毕业生及离校未就业毕业生。环境与物品消毒、公共场所卫生管理员培训对象为企事业单位、社区相关工作人员、院校学生、志愿者和其他符合条件的人员。早在2020年5月份，核酸检测员这一新兴岗位在国家人力资源和社会保障部进行了公告（点击查看），主要职责如下：核酸检测员（按职业编码排序4-08-05-08）定义：使用仪器和试剂，对核酸样品进行管理、提取、检测并出具相应检测报告的人员。主要工作任务：1.负责样品的入库、存放和出库；2.提取、纯化核糖核酸或脱氧核糖核酸；3.对提取后的核酸进行实时荧光定量聚合酶链式反应检测；4.构建文库，并根据测序标准进行文库质量的检测与鉴定；5.使用高通量测序仪对核酸文库进行碱基序列的测定；6.分析高通量测序仪得出的数据并出具报告；7.对高速冷冻离心机、恒温震荡器、移液器等仪器进行日常清洁、维护和管理；8.配置、存放和管理核酸提取试剂、建库试剂和测序试剂。

近日，塞力医疗集团(股票代码：603716.SH)海外投资子公司—— 分子诊断先驱企业 Inflammatix, Inc.宣布，公司的主导产品  TriVerity™ 急性感染和脓毒症检测系统被美国食品和药物管理局 (FDA)  授予"突破性设备认定"。编者注：美国FDA自2018年设立“突破性设备”计划，用以鼓励创新医疗器械的发展，获得“突破性设备”认证的医疗器械将显著缩短其获批上市时间。目前正在开发的 TriVerity™ 检测系统包括 Myrna™ 仪器和 TriVerity™  检测，用于急诊科疑似急性感染或疑似脓毒症的成人患者。TriVerity™  试验旨在提供三个独立的读数，分别反映细菌感染的可能性、病毒感染的可能性和重症风险(根据急诊科就诊后七天内对重要器官支持的需求而确定*)。编者注：*  定义为需要机械通气、血管加压或肾脏替代疗法。Inflammatix公司首席执行官兼联合创始人Timothy Sweeney博士表示：我们很高兴FDA授予TriVerity™ "突破性器械  "称号，这反映出这一新型检测系统有可能帮助医生改善目前的护理标准，通过这一重要的监管里程碑，我们希望TriVerity™  能加速获得FDA的批准，这将使我们能够填补对疑似脓毒症患者的诊断和预后进行快速、准确检测的未满足需求。有数据显示，脓毒症影响全球4,950万患者，死亡率高达30%，而在中国，每年新发脓毒症患者500万人，死亡83万人。脓毒症往往来势凶猛，病情进展迅速，病死率高，给临床救治工作带来极大困难。因此，多家IVD国外巨头纷纷布局脓毒症诊断，包括丹纳赫集团赛沛诊断、西门子诊断、英国牛津纳米孔技术、法国生物梅里埃等，以期通过研发领先的早期快速诊断技术平台提高脓毒症患者生存率。而塞力医疗集团也正是看重这一领域，早在2021年便通过投资和技术引进实现与Inflammatix的紧密合作，同时TIAC在2022年启动关于靶标和算法的国内适用性验证，截至目前已经在包括上海、安徽、辽宁、湖北、深圳等地开展多中心研究，并且在部分区域联合医疗机构共同完成了省级科研课题的申报。塞力医疗集团总裁、董事王政先生表示：我谨代表塞力医疗集团,衷心祝贺Inflammatix  基于人工智能算法、mRNA标记的创新分子检测产品TriVerity™距离上市又前进了一大步。值得一提的是，塞力医疗创新加速中心团队也顺利完成仪器技术和生产工艺转移等重要里程碑，并在不久的将来有望实现检测产品的“中美双报”。这也再次印证了塞力医疗在IVD领域坚定不移的完善上游布局的战略定力，以及为健康中国而创新的企业使命。TriVerity™ 急性感染和脓毒症检测系统是 Inflammatix 公司的核心产品，包括 Myrna™ 仪器和 TriVerity™  检测。TriVerity™ 检测利用整合了29种信使核糖核酸(mRNAs)的组合来  "读取"人体的免疫反应，提供三项评分，便于对美国急诊科的疑似急性感染或脓毒症成人患者进行诊断和预后判断。根据对美国医疗保健研究与质量局(AHRQ)医疗保健成本与利用项目(HCUP)数据库的内部分析，Inflammatix  公司估计每年约有2000万名患者因疑似急性感染症状到急诊科就诊。Myrna™ 仪器能在约 30 分钟内对全血或其他类型样本中的多达 64 个 mRNAs 进行从样本到结果的定量分析。虽然第一版 Myrna™  仪器需要标准实验室操作，但公司的研发路线图包括了开发可适用于临床实验室改进修正案豁免(CLIA-waivable)的版本，以实现在床旁(POC)场景的现场部署。Inflammatix公司最近宣布完成 TriVerity™  检测系统的技术开发，并持续推进相应的临床研究，包括TriVerity检测系统获取FDA批准510(k) 所需的 SEPSIS-SHIELD  研究。这项多中心研究已经招募了预计1500名目标患者中的955名，公司预计将于 2024 年完成研究并向 FDA  提交申请。截至目前，TriVerity的机器学习算法已纳入了来源于超过50项研究的1万例以上临床样本作为训练集，并经过了相应验证集的性能验证。Inflammatix,  Inc.是一家开创性的分子诊断公司，总部位于美国加利福尼亚州桑尼维尔，正在开发可快速读取患者免疫系统的新型诊断方法，以改善患者护理并减轻主要的公共卫生负担。Inflammatix  测试将在该公司的“样本进，结果出”的等温仪器平台上运行，从而在床旁(POC)场景实现精准医疗。目前，公司的投资人包括有专注于突破性技术、素有全球“科技领域”投资之王之称的科斯拉风险投资公司(Khosla  Ventures)、专注于科技领域的全球头部风险投资公司Northpond  Ventures、专注于寻求数字医疗、医疗技术和医疗服务创新和颠覆性商业模式的风险投资公司Think.Health Ventures、美国对冲基金D1  Capital和斯坦福-StartX基金等。塞力医疗集团早在2021年便以认购D轮融资新增发股份的方式实现对美国Inflammatix公司的海外投资，同时与其签署大中华地区的独家技术许可合作协议。根据协议，塞力医疗在上海设立塞力医疗创新中心，实现对所引进的TriVerity™  急性感染和脓毒症检测系统核心产品，包括 Myrna™ 仪器和 TriVerity™ 检测在中国境内的研发、生产、销售、推广、服务。2023年，塞力医疗设在北上海生物医药产业园的TIAC(塞力医疗创新加速中心)正式启用。这一集国际领先生物技术孵化、前沿诊断产品及智慧医疗全生命周期创新解决方案于一体的TIAC，主攻Myrna™和TriVerity™在中国的技术引进、本土转化及早期的多中心临床研究。未来，TIAC将为Myrna™  + TriVerity™ 在中国本土产品研发、注册申报及生产按下“加速键”!