iGEM國際基因工程機器大賽金獎隊伍賽事回顧2

國際基因工程機器大賽iGEM，是合成生物學領域的國際頂級大學生科技賽事，也是涉及數學、計算機、統計學等領域交叉合作的跨學科競賽。每年由美國麻省理工學院MIT主辦，主要針對在校本科生、研究生和高中生。競賽要求iGEM團隊利用標準生物模塊（Biobricks）來構建基因回路、建立有效的數學模型，實現對精致複雜人工生物係統（artificial biosesystem）的預測、操縱和測量以完成比賽。

2022年國際基因工程機器大賽iGEM，已於(yu) 北京時間10月28日20:00正式落幕。

據不完全統計高中生組，2022年中國大陸有60多個(ge) 隊注冊(ce) 參賽，最終有16支隊伍獲得金獎、19支隊伍銀獎、15支隊伍銅獎、9支隊伍無獎、2支隊伍棄權。

機構有幸繼續領跑iGEM Commercial 賽道。其中 Worldshaper-Nanjing 戰隊經曆了長達1年的學習(xi) 、科研之旅，喜獲金獎。

# 1Worldshaper-Nanjing是誰？

Worldshaper-Nanjing

Worldshaper-Nanjing戰隊的19名隊員，均為(wei) 高一、高二學生，分別來自南京外國語學校、金陵中學、北京一零一中學、大連華美美國國際學校、合肥一中、南京師範大學附屬中學、廣州碧桂園學校、金華市新東(dong) 方雙語國際、寧波效實中學等學校。

Worldshaper-Nanjing戰隊，對食品、環境保護的課題有著高度的興(xing) 趣，同時享受整個(ge) iGEM科學研究與(yu) 實驗的過程。

擁有繪畫、攝影、製作視頻、數模編程不同技能的隊員，分工明確，在參與(yu) iGEM的不同環節中發揮所能，各盡其力。

實驗組承擔著最為(wei) 核心的工作內(nei) 容，需要製定research topic和完成實驗任務。比如實驗期間組員們(men) 需要配置液體(ti) 培養(yang) 基、做PCR、測序等等。對於(yu) 這群高中生來說，做實驗並不容易且需要不斷地重複。哪怕是正確使用移液槍，也讓他們(men) 花費了不少時間去練習(xi) 。一整個(ge) 夏天呆在實驗室的艱辛付出，讓他們(men) 在科研道路上有了新的起點。

硬件裝置組負責解決(jue) 從(cong) 產(chan) 品形態的選擇、到幹燥過程中幹燥形式與(yu) 溫度的控製、運輸過程中產(chan) 品的保存等一係列產(chan) 品應用過程中的問題。期間組長林同學帶領組員們(men) 查閱資料、拜訪專(zhuan) 家、實地調研，一一確定產(chan) 品應用過程中的細節。並且，對於(yu) 業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家提出的轉基因飼料添加劑的安全性問題，也在積極地尋找應對解決(jue) 之策。

宣傳(chuan) 與(yu) 設計組的組員們(men) 主要負責 iGEM 隊伍logo設計、隊服設計、宣傳(chuan) 材料製作、隊伍wiki元素設計、照片視頻拍攝與(yu) 製作、公眾(zhong) 號的運營、隊伍promotion video的製作等。

預算與(yu) 保障組負責財務、資金、安全及其他係列幕後工作，積極進取的組員們(men) 並沒有局限於(yu) 本組工作內(nei) 容，而是盡可能地為(wei) 其他組別提供幫助與(yu) 支持。例如，修改文稿、奔赴其他城市，協助其他組開展宣傳(chuan) 活動。

最鼓舞人心的莫過於(yu) 擔任社會(hui) 調研與(yu) 商業(ye) 創新組的組長——黃同學，雖然是團隊裏年紀最小的隊員，但幹勁十足、熱情活躍、善於(yu) 思考。iGEM團隊的外聯活動都是在她的領導與(yu) 督促下完成，例如領導與(yu) 策劃聯合公宣活動、帶頭進行專(zhuan) 家訪問與(yu) 實地調研，積極與(yu) 合作隊伍展開交流討論會(hui) 。

# 2逆轉草場退化

畜牧業(ye) 可持續發展

Worldshaper-Nanjing項目的的主題為(wei) 益生菌-牲畜-草場：腸道和土壤的雙重療愈。靈感來源於(yu) 日益嚴(yan) 重的土地鹽堿化問題和“315”報道的獸(shou) 藥含量超標的食品安全問題。

抗生素濫用和土壤鹽堿化是兩(liang) 個(ge) 世界性問題。受酪丁酸梭菌益生菌和產(chan) 酸特性的啟發，Worldshaper-Nanjing戰隊的目標是使酪丁酸梭菌兼性厭氧，並將其添加到動物飼料中以解決(jue) 這兩(liang) 個(ge) 問題。

隨著轉基因酪丁酸梭菌被加工成粉末並添加到動物飼料中，它會(hui) 留在動物腸道中並產(chan) 生丁酸。當動物在野外排泄時，工程菌存活並繼續其代謝反應，將糞便和野外的有機物轉化為(wei) 丁酸，從(cong) 而中和受鹽分影響的土壤。

在本研究中，工程細菌分三個(ge) 階段構建：

- 階段1：具有乳糖誘導的dps基因表達的菌株。

- 階段2：帶有aceE基因的菌株。

- 階段3：dps和aceE基因共表達的菌株。

- 注：本次項目完成了階段1、2

在整個(ge) 項目的完成中，隊伍實施過程遇到了不少困難，在實驗老師和專(zhuan) 家教授的指導下，問題得到進一步解決(jue) 。

隊伍起初采用的是thl啟動子，後來實驗發現thl啟動子的數據結果並不令人滿意，於(yu) 是實驗組的同學與(yu) 合作隊伍、與(yu) 實驗指導老師討論交流，改為(wei) lac啟動子，最終獲得了較好的實驗數據。

一開始隊伍難以確定產(chan) 品的形態，在營養(yang) 液和粉末狀態之間難以選擇。黃同學、吳同學、孫同學等同學參訪了動物營養(yang) 學方麵的李進軍(jun) 教授，從(cong) 運輸和保存方麵考慮，選擇了粉末的產(chan) 品形態。

最終，團隊成功構建了與(yu) thl、lac啟動子共表達dps和aceE的質粒。如果有機會(hui) ，接下來團隊會(hui) 繼續完成將質粒轉化為(wei) 酪丁酸梭菌並進行功能驗證實驗。

若項目能夠順利應用於(yu) 市場，不僅(jin) 能夠有效改善土地鹽堿化的問題，提高農(nong) 業(ye) 生產(chan) 力、改善水質等環境問題；還可以替代獸(shou) 用抗生素，助力畜牧業(ye) 的良性發展。

# 3收獲不止獎項

每次挑戰都是突破

在本次iGEM中，Worldshaper-Nanjing戰隊的每一位隊員在項目過程中的成長是非常明顯的，他們(men) 的努力，他們(men) 的不服輸，都讓家長、老師驚喜和欣慰。

以下為(wei) 部分隊員對參與(yu) 本次iGEM的感想。

在項目過程中我遇到的問題還是有很多的。但是過程中總是有老師們(men) 、同學們(men) 的幫助，在此我由衷的向他們(men) 表示感激。

例如在製作wiki網頁的時候，由於(yu) 這對於(yu) 我來說是一種全新的體(ti) 會(hui) ，雖然說我有一定的編程能力但是麵對一個(ge) 全新的語言，還是得要自己鑽研。

其次便是策劃活動，在整個(ge) 過程當中，本人覺得最為(wei) 重要的便是要與(yu) 各個(ge) 隊伍各個(ge) 隊員協調和溝通，既不能忽視個(ge) 人感受也不能損傷(shang) 團隊利益。這能大大的促進各位同學們(men) 之間的合作能力。

——幹隊隊長

非常感謝老師！這次活動的收獲，不僅(jin) 是收獲金牌，更多的是親(qin) 身參與(yu) 了科研，體(ti) 驗到了科研之路的艱辛，這不是一塊金牌可以說明的。

——濕隊隊長

答辯之前非常緊張，答辯之後對自己的回答不是很滿意，一直擔心能不能拿到金牌。沒想到，功夫不負有心人，我們(men) 還是順利達到了目標，拿到了金牌！這對我們(men) 來說，前麵所做的一切努力都值了！

——社會(hui) 調研與(yu) 商業(ye) 創新組組長

# 42023種子隊員招募

報名持續中

新的一年，新的起點，新的成就！新一屆的同學們(men) ，2023年機構·iGEM戰隊種子隊員招募啟動啦！截至12月31日都可享受早鳥優(you) 惠！

對iGEM競賽感興(xing) 趣、渴望在國際舞台上展現風采的同學們(men) ，快來加入我們(men) 吧！