iGEM國際基因工程機器大賽Commercial賽道金獎案例分享

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 GYHS經曆了長達1年的學習(xi) 、科研之旅，喜獲金獎。

# 1GYHS是誰？

GYHS

GYHS戰隊是由廣東(dong) 一所中學十位高中生組成的一支隊伍。十位同學都擁有各自擅長的領域，在項目中發揮著不同的作用。

GYHS戰隊，是一支對學術保持著高度嚴(yan) 謹態度的隊伍。他們(men) 懷揣對合成生物學的熱愛，通過積極認真的態度，最終成功達到他們(men) 期待的結果——iGEM金獎。在他們(men) 身上，我們(men) 可以看見一群新生代生物科研者的身影。

# 2分離食源性病菌助力食品安全

GYHS戰隊以食源性致病菌的檢測為(wei) 目標，利用合成生物學的方法，基於(yu) 噬菌體(ti) 受體(ti) 結合蛋白的食源性致病菌分離與(yu) 多重比色法檢測。

根據世界衛生組織2020年的統計，全球每年有6億(yi) 人(最多每10人中就有1人)因食用受汙染的食物而食物中毒，42萬(wan) 人死於(yu) 同樣的原因。食品致病菌已造成多起中毒事件，食品安全問題不斷惡化。

由於(yu) 食品和水源受到食品致病菌的汙染，在工廠生產(chan) 和日常生活中，食品極易受到致病菌的汙染。如果處理不當，很容易引起一係列身體(ti) 不適和中毒事件。其中，致病性大腸杆菌、金黃色葡萄球菌、副溶血性弧菌、腸球菌是食物中毒的主要致病菌。如何方便、快速地檢測出食品中的致病菌，對保障食品安全至關(guan) 重要。

GYHS希望可以加強人們(men) 對食品安全的關(guan) 注，減少食品安全造成的悲劇。他們(men) 利用噬菌體(ti) 結合蛋白-納米磁珠複合物與(yu) 紙基傳(chuan) 感器相結合，分離並比色檢測了食物中多種食源性致病菌。

GYHS希望他們(men) 所設計的設備能夠幫助人們(men) 在家裏檢測食源性病原體(ti) ，從(cong) 而使大家吃得更健康、更安全。

與(yu) 現有的檢測技術相比，他們(men) 所設計的技術能夠快速、簡單、高效地同時檢測多種食源性病原體(ti) 。

在項目研究過程中，他們(men) 成功構建了RBP和GFP融合RBP表達載體(ti) 。當然也遇到了棘手的專(zhuan) 業(ye) 性問題，在各界專(zhuan) 業(ye) 人士以及同學們(men) 的共同努力下，逐步攻克問題。

比如，在進行背景調研時，他們(men) 就遇到了E.Coli O157菌株安全性問題。在采訪相關(guan) 專(zhuan) 家並對此問題進行深入研究與(yu) 討論後，他們(men) 選擇了一種替代方式，選擇采用K12菌株替代O157，並且嚴(yan) 格按照實驗室標準進行實驗，遵守生物實驗的安全性與(yu) 嚴(yan) 謹性。

此外，在項目的硬件裝置設計過程中，裝置材料如何設計才能實現高效使用也是一個(ge) 亟待解決(jue) 的困難。通過幾位指導老師的幫助，GYHS戰隊最終成功設計出四孔檢測裝置和輸出記錄實驗結果數據的APP。

該項目的開展，一方麵，可以提高參與(yu) 者本身及公眾(zhong) 對食品安全問題的關(guan) 注；另一方麵，GYHS戰隊的工具靈敏、快速、廉價(jia) 、便攜、易於(yu) 操作，不需要設備、實驗室設置和專(zhuan) 業(ye) 人員，可以廣泛應用於(yu) 各種條件下，如家庭和經濟條件差和實驗室檢測資源落後的偏遠地區，全球食品安全問題將得以極大的改善。

# 3收獲不止獎項勤懇澆灌學術之花

GYHS雖與(yu) 思鋪相隔幾千公裏，但距離絲(si) 毫也不影響隊員的主動與(yu) 積極。指導老師的每項任務布置，隊員們(men) 都能積極響應，並且竭盡全力，努力完成任務。在暑期做實驗期間，更是表現出了嚴(yan) 謹科學研究者該有的態度。

以下為(wei) 部分GYHS隊員對參與(yu) 本次iGEM的感想。

在最初的階段，我們(men) 確實有一種初生牛犢不怕虎的衝(chong) 勁，但漸漸各方麵的壓力開始打磨我們(men) 的毅力。銜接高二學習(xi) 和考試的壓力，與(yu) iGEM的任務同期進行，這也代表著我要學習(xi) 如何調節自己任務和團隊事務之間的關(guan) 係。不斷地試錯和調整心態，在磕磕碰碰中摸索前進的道路感謝這六個(ge) 月帶給我的成長曆練。

——劉同學

回顧這六個(ge) 月與(yu) igem的所有故事，我們(men) 在實驗室裏的所有回憶，所有例會(hui) 與(yu) 為(wei) 整個(ge) 項目奮鬥熬夜的日子好像並未結束一般，igem仿佛融入進我的生活一般一切都曆曆在目。從(cong) 剛開始對自己的懷疑到一次次文書(shu) 的上交，這個(ge) 項目居然一點點走到尾聲了。與(yu) 其說我通過igem學到了什麽(me) ，不如說我已經習(xi) 慣這種每天被ddl和新任務推著往前走的生活。igem給予我太多我意想不到的收獲和難以言說的改變。

——朱同學

在這個(ge) 過程中，我發現一個(ge) 團隊的凝聚力很難搭建起來。涉及到時限的東(dong) 西，在做的時候很容易無視，導致整體(ti) 的效率不高。不過畢竟在這個(ge) 比賽中學到了不少東(dong) 西，無論是科學素養(yang) 還是實踐技能。參與(yu) IGEM讓我體(ti) 會(hui) 到了多重壓力的感覺，這些壓力也讓我學會(hui) 了在特定時間內(nei) 隻做好一件事，避免一心多用。想必這對我以後生活中多方壓力的處理有訓練的作用。

——龍同學

——歐陽同學