燃料基因编辑清除hiv

扫二维码看科学报扫二维码看科学网主办:中国科学院中国工程院国家自然科学基金委员会中国科学技术协会2018年11月28日星期三今日8版国内统一刊号:CN11-0084邮发代号:1-827176总第期CHINASCIENCEDAILYwww.
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com/kexuebao中国科学院学部科学道德建设委员会关于免疫艾滋病基因编辑婴儿的声明近日,国内外媒体爆出免疫艾滋病基因编辑婴儿诞生的消息,对此中国科学院学部高度重视.
作为负责组织和领导学部科学道德和学风建设工作的专门委员会,中国科学院学部科学道德建设委员会发表如下声明:我们高度关注此事,坚决反对任何个人、任何单位在理论不确定、技术不完善、风险不可控、伦理法规明确禁止的情况下开展人类胚胎基因编辑的临床应用.
我们愿意积极配合国家及有关部门和地区开展联合调查,核实有关情况,并呼吁相关调查机构及时向社会公布调查进展和结果.
中国科学院学部科学道德建设委员会2018年11月27日本报记者李晨阳"露露""娜娜",两个有着可爱乳名的女孩,然而她们的出生,不仅在全球掀起一场巨大的舆论风暴,更向全人类提出了一系列近乎无解的难题.
11月27日,《中国科学报》采访到中科院动物所基因工程技术研究组组长王皓毅研究员.
他从技术角度,全面解释了基因编辑婴儿为何是一场不该上演的疯狂.
"披露的信息不多,但已经足够糟糕"基因编辑技术确实有应用于人体的先例,有一些甚至已经进入临床试验阶段,但这些都是针对人类体细胞的基因编辑.
基因编辑用于体细胞和生殖系统是完全不同的概念.
对人类配子和早期胚胎的任何基因修饰,都有可能遗传到下一代,进而从某个个体流入整个人类基因库中,具有巨大的技术风险和伦理争议,因此这方面的临床操作一直是国际国内学术界公认的禁区.
王皓毅指出,针对这次基因编辑婴儿事件,目前披露的信息量还很有限,即便从这些零星信息看来,整件事情也已相当糟糕.
"仅从技术角度讨论,槽点就多到不知从何吐起"王皓毅关注的一点是,贺建奎目前并未声称有任何技术上的突破和改变.
假设他使用的就是目前已经建立的受精卵基因编辑技术,就一定会面临目前同样也在困扰整个学界的技术难题.
首先是"嵌合"问题.
采用目前的基因编辑工具,很可能不光在一细胞期起作用,还有可能在二细胞期、四细胞期等阶段发挥作用,那这样形成的婴儿就有可能存在基因型的"嵌合".
正常人只拥有来自父本和母本的两种基因型,而"嵌合体"婴儿可能拥有三四种或更多种基因型.
这会对两个孩子产生怎样的影响,是很难预测的.
其次是"脱靶"问题.
目前基因编辑的技术水平无法保证100%的成功率和特异性,有一定几率在修改目标基因时,"误伤"其他基因,而这种现象有可能导致严重后果.
脱靶虽然不是必然发生,但也很难完全杜绝.
它的发生几率与基因位点、细胞类型、基因编辑工具浓度等都有关系.
目前的技术手段也往往难以确认基因编辑中产生的全部脱靶突变.
也就是说,露露和娜娜是否遇到了这种问题,我们可能很难完全确认.
此外,能否实现艾滋免疫的预期效果,也要打一个大大的问号.
通过编辑CCR5基因来预防或者治疗艾滋病的理论基础,来自于著名的"柏林病人",以及对北欧CCR5基因突变人群的研究.
所谓"柏林病人"是世界上第一例,也是目前唯一一例被治愈的艾滋病人.
他同时患有艾滋病和白血病,在德国柏林接受白血病骨髓移植治疗后,艾滋病被奇迹般治愈.
科学家发现,来自北欧的骨髓捐献者先天存在CCR5基因突变.
在北欧人群中,大概有10%天然存在CCR5基因的缺失,许多研究表明这一缺失与他们对艾滋病免疫有着重大关联.
必须注意的是,实验室中产生的这种CCR5基因缺失,与自然界中存在的CCR5基因突变是不一样的.
尽管目前还看不到实验细节和数据,但王皓毅从研究经验出发,认为从技术上很难保证他们编辑出的正是自然存在的这种基因型.
此外,CCR5基因已经被证明是有生物学功能的,它的缺失也可能引起其他病毒感染风险甚至肿瘤风险的提升.
最后,目前这种突变基因主要出现于北欧和西欧人群,同样的突变被引入中国人的遗传背景,可能产生完全不同的效应.
"疯狂而且愚蠢,给全人类出了巨大难题"王皓毅提出,有件事情非常必要,那就是这两个孩子及其家人的隐私应该被严格保护.
甚至这两个孩子本人,都不该知道自己生来与众不同.
如果隐私得不到保护,可以想象的是,这些基因编辑婴儿终生都会背负他人异样的眼光.
尽管王皓毅支持这些孩子拥有与其他人一样的人身权、生育权,但他也在思考:与她们结合的另一半该不该有知情权呢这种知情权和隐私权之间的矛盾几乎无法化解.
他们该不该生育后代如果这些编辑过的基因遗传给后代,扩散进人类遗传库,又该怎么办这些几乎无解的问题,本来不该出现在这个世界、这个时代.
完全是因为个别人不负责任的行为,向全人类提出了巨大的难题.
另外,这些婴儿未来不管出现任何健康问题,都无法排除是受到基因编辑的影响.
这些终其一生的诘问,都是事件责任人必将背负的十字架.
接下来,人们必须讨论这些人要承担怎样的责任、面临怎样的惩处.
解读露娜姐妹面临的风险两个中国女孩,全人类的难题科学家揭秘灵长类多能干细胞嵌合障碍本报讯(记者李晨阳)11月27日,昆明理工大学灵长类转化研究院李天晴团队在《细胞报告》上发表论文,揭示了灵长类动物多能干细胞的嵌合障碍以及胚胎和干细胞作用的机制.
此前的研究证明,如果将猴子传统培养的胚胎干细胞转变成具有小鼠样隆起形态的胚胎干细胞,就能整合到桑椹胚中形成嵌合体胚胎,进而产生嵌合体猴.
尽管证明了利用灵长类胚胎干细胞可以获得嵌合体猴,但还有一个重要的科学难题横在李天晴等学者面前:传统培养的着床后灵长类多能干细胞(pPSCs)能否嵌合到早期胚胎中,产生嵌合体动物呢研究发现,将pPSCs注射到早期胚胎中,注射的干细胞因为发生凋亡,在24小时内就很快被胚胎清除.
为了抑制凋亡,研究人员筛选出同时适合干细胞存活和胚胎发育的新型培养基,然后将注射干细胞后的胚胎放在这种培养基中,干细胞的凋亡基因表达被显著抑制,干细胞在猴子胚胎中的存活率得到了显著提高.
他们不仅将pPSCs的胚胎嵌合效率从0%提高到59.
8%,还最终得到了足月顺产的嵌合体猴.
"多能干细胞主要分为原始态和始发态.
人们过去猜测是否只有原始态的灵长类干细胞具有嵌合能力.
"李天晴接受《中国科学报》采访时说,"我们的成果证明,制约灵长类多能干细胞嵌合的,主要是细胞凋亡,而不是细胞的原始态以及与胚胎细胞发育的同步性.
而且,这种细胞凋亡,是可以通过技术手段抑制的.
"该研究不仅提供了一种理解灵长类干细胞多能性的方法,而且为干细胞的基础发育生物学研究和再生医学研究奠定了重要基础.
相关论文信息:新研究发现北半球落叶期早于预期本报讯(见习记者卜叶)植物物候学是气候变化的敏感指标,在调节植物碳吸收方面具有重要作用.
以往物候变化研究主要集中在春季温度和积雪融化时间的影响上,对于控制秋季叶片衰老时间的因素尚未明晰.
中科院地理资源所研究员吴朝阳等联合国外专家开展的一项针对北半球植被秋季落叶期物候与昼夜温变化的研究有望填补这项空白.
近日,相关研究结果以《秋叶衰老对日、夜暖的响应对比》为题发表于《自然—气候变化》.
研究人员利用地面14536条时间序列的物候观测,结合1982年至2015年的全球卫星数据,将植被生长状况信息追溯到上世纪80年代,首次发现了昼夜温对植被落叶期物候变化的相反效应,即昼夜温的增加或降低导致植被落叶期发生变化.
在此基础上,研究人员建立了新的植被落叶期模拟模型,并预测到本世纪末北半球落叶期明显早于现有预期,即生态系统的固碳能力被高估,秋季将提前.
这一发现挑战了在更高的秋季温度下植被长时间生长的观点,解释了现有生态模型利用平均温度解释秋季物候变化的机制性不足,强调生态系统模型需要分别考虑昼夜温的贡献才能更好地模拟秋季物候变化,加深了对全球变化和植被生态系统碳循环的理解.
相关论文信息:11月27日,日本茨城县筑波市,位于筑波宇宙中心的日本宇宙航空研究开发机构展示了日本首次成功装载国际空间站的实验材料返回地球的小型回收密封舱.
密封舱内装了在空间站制作的蛋白质结晶,在重返大气层时抵御高温和冲击,11月11日落入太平洋.
已确认舱内的蛋白质完好,可用于地面分析.
图片来源:视觉中国本报记者陆琦值班长下达插燃料棒、提调节棒指令,堆芯功率慢慢上涨,几分钟后,操作员再次调节,功率表指针稳定,堆芯达到临界状态.
11月26日,国际首次环形燃料元件零功率物理实验在中核集团中国原子能科学研究院(以下简称原子能院)核临界安全中心完成,标志着我国压水堆环形燃料研究进入工程化实验验证阶段.
同时提升核电经济性和安全性燃料元件被称为反应堆的"心脏".
长期以来,科研人员试图通过材料革新来延长"心脏"的寿命.
与关注材料研究的方向不同,环形燃料主要通过改变结构形式提升燃料元件的整体性能,从而同时提升核电的经济性和安全性.
"环形燃料是一种结构上完全革新的先进燃料元件.
"原子能院堆工部主任杨红义告诉《中国科学报》,环形燃料是将燃料芯块制成环状,在芯块内、外表面加装包壳管,使得冷却剂可以从内、外两个流道同时对元件进行冷却,增加了传热面积,提高了换热效率.
与现有压水堆相比,保持堆芯输出功率不变情况下,采用环形燃料组件芯块和包壳的峰值温度更低,将显著提升堆芯的安全性;若维持现有的安全裕度不变,堆芯输出功率可以提升20%~50%,从而大幅提高核电的经济性.
由于环形燃料经济性和安全性的明显优势,美、韩等国相继开展了环形燃料的研发.
只是,它们都因为种种原因而未能按计划推进.
十年磨一剑我国环形燃料的研发始于2008年.
作为总体技术单位,原子能院制定了压水堆环形燃料组件研发的技术路线图,并负责环形堆芯设计、组件设计及堆内外性能试验验证;中核北方核燃料元件有限公司(简称中核北方)负责环形燃料组件制造、组装和检测工艺研究,上海交大、哈尔滨工大等高校参与了环形燃料组件的研发.
目前,原子能院已初步完成了先导组件考验堆芯以及先导组件的设计;联合中核北方掌握了环形燃料组件制造、组装和检测工艺,研制出多套关键结构试验部件,环形燃料全尺寸试验组件完成交付;成功实现环形燃料小组件在49-2堆的辐照考验,累积考验6个辐照周期.
"环形燃料从未在堆内应用,并且其堆芯物理计算分析方法与棒状燃料存在显著差别,原有堆芯物理计算程序需要验证.
"原子能院堆工部副主任季松涛说,"国内和国际都只做了程序与程序之间的对比验证,其有效性和可靠性不能得到充分验证.
"环形燃料零功率物理实验数据还将为计算程序检验提供最直接证明.
季松涛告诉记者,环形燃料零功率实验采用96根环形燃料元件与136根棒状燃料元件构建混合装载堆芯,将陆续开展临界参数测量、功率分布测量、等温温度效应等一系列临界实验研究.
只是第一步10年自主研发,环形燃料组件的整体研发已进入先导组件入堆前的关键技术攻关阶段.
"目前研发工作进展顺利,未出现不可逾越的难题.
但环形燃料在结构上完全革新,须不断解决研发中出现的关键技术问题,夯实基础.
"季松涛说.
后续,研发团队将开展环形燃料先导组件入堆设计,环形燃料、棒状燃料混合装载堆芯物理分析,百万千瓦级环形燃料堆芯设计,环形燃料模块化小堆堆芯设计,低温供热、海洋核动力等特殊用途环形燃料堆芯设计,环形燃料其他工程应用的模拟实验研究等.
在中国工程院院士徐銤看来,作为一种结构上完全革新的先进燃料元件,环形燃料已成为压水堆先进燃料组件的重要发展趋势之一,但"最终还是要看应用得怎么样".
对此,杨红义表示,当前研发的环形燃料组件所有结构部件均为自主设计和制造,全部技术完全自主可控,制造及后处理工艺与现有燃料循环体系完全相容,因此,该燃料组件具有较高的工业技术成熟度,易于快速实现产业化.
他表示,未来的将瞄准基于环形燃料组件的先进压水堆发展方向,开展新一代压水堆环形燃料堆芯的方案设计,以期早日建成世界领先水平的先进环形燃料压水堆.
"靠燃料自主研发和技术提升来牵引堆型的发展,这种核电发展的转变也是一种创新.
"徐銤说.
环形燃料:反应堆的新"心脏"这是"洞察"号无人探测器传回的首张火星照片.
美国宇航局的"洞察"号无人探测器于美国东部时间11月26日14时54分许(北京时间27日3时54分许)在火星成功着陆,执行人类首次探究火星"内心深处"奥秘的任务.
详细报道见第2版图片来源:美国宇航局"洞察"号成功登陆火星