XMU-China2020團隊在Synthetic and Systems Biotechnology發表綜述

1、文章內(nei) 容

摘要：

在過去的50年內(nei) ，全球的農(nong) 藥需求和用量出現了巨大的增長。但在無人工幹預的狀態下，環境中的農(nong) 藥殘留很難完全降解，可能對非目標生物和生態環境構成持續性威脅。針對農(nong) 藥濫用和環境農(nong) 藥殘留超標的問題，化學和生物降解方法大量湧現，但由於(yu) 兩(liang) 者限製條件較多、降解能力有限，農(nong) 殘降解仍亟需新的方法策略。

近年來，以合成生物學原理為(wei) 基礎的生物降解工具得到了進一步的發展，為(wei) 農(nong) 藥降解鋪平了道路。通過定製化的降解通路和標準化的裝配模式，基於(yu) 合成生物學設計的多維降解的工程菌已成為(wei) 農(nong) 藥殘留降解的有效工具。

本文介紹了不同農(nong) 藥的作用機理和危害，總結了降解農(nong) 殘的方法，並討論了合成生物學在降解農(nong) 殘方麵的優(you) 勢、應用和前景。

農(nong) 藥作用機理

該部分按照農(nong) 藥的作用對象總結了殺蟲劑、除草劑、殺菌劑、殺線蟲劑四種農(nong) 藥類型分別的作用方式和主要作用機理。機製概述圖如下。

▲圖1. 農(nong) 藥作用機理

化學及生物降解方法

該部分按照方法學分類，對化學和生物農(nong) 藥降解法分別介紹。其中化學降解法主要包括焚燒、氧化、水解、光化學降解、土壤生物電化學係統五類方法。而在生物降解部分，則概述了高效降解菌以及酶的篩選方法，質粒水平轉移、原生質體(ti) 融合等多維降解菌的構建以及多種降解菌共培養(yang) 構建降解群落，此外也闡述了化學和生物降解法的聯用，以及生物降解法在現實環境中的應用（降解酶和降解菌在載體(ti) 的固定等）。

▲圖4. 化學和生物降解方法

合成生物學降解方法

該部分是全文重點，介紹了表麵展示、降解途徑優(you) 化、多模塊整合策略、構建微生物群落四種合成生物學降解方法，在多模塊整合策略部分聚焦曆屆iGEM隊伍，包括撰稿團隊2020 XMU-China團隊在草甘膦農(nong) 殘降解工程菌方麵的貢獻。討論了合成生物學降解農(nong) 殘的利弊，展望了未來合成生物學方法在農(nong) 殘降解和生物修複領域的發展方向與(yu) 趨勢。

（https://2020.igem.org/Team:XMU-China）

2、文章信息

Degradation strategies of pesticide residue: From chemicals to synthetic biology

Bi Ruomeng, Ou Meihao, Zhou Siru, Geng Shichen, Zheng Yixian, Chen Junhong, Mo Ruijie, Li Yuan, Xiao Gezhi, Chen Xingyu, Zhai Shiyi, Zhang Aihui*, Baishan Fang*

所屬機構：

XMU-China Team, Innovative Practice Platform for Genetic Engineering Machine Design, Xiamen University, Xiamen, Fujian, 361005, PR China

全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405805X23000236

3、期刊信息

Synthetic and Systems Biotechnology

Synthetic and Systems Biotechnology是由科愛出版的高質量國際開放獲取期刊，創刊於(yu) 2016年。該期刊覆蓋合成生物學、係統生物學以及生物醫藥等領域的各個(ge) 方麵。

CiteScore: 6.6，影響因子：4.692。

最新中科院SCI分區：

大類學科（生物學）Q2區；

小類學科（生物工程於(yu) 應用微生物）Q1區。

本刊現已被SCIE、EMBASE、PubMed Central、Scopus等數據庫收錄。本刊入選2019年中國科技期刊卓越行動計劃高起點新刊項目。本刊是中國生物工程學會(hui) 合成生物學專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 的會(hui) 刊。本刊是生物反應器工程國家重點實驗室的官方期刊。

2020賽季隊伍來信

2020賽季XMU-China隊員畢若萌：

這篇綜述能夠成功發表，是2020 XMU-China的又一項集體(ti) 榮譽，離不開團隊中每一個(ge) 家人的共同努力。2020賽季的輝煌在我們(men) 每個(ge) 隊員的生活中都留下了奇譎瑰麗(li) 的一筆——我們(men) 挺進final list獲得2nd Runner Up，摘得3項單項獎及2項提名，昔日的快樂(le) 激動以至於(yu) 歡呼相擁的情景仍曆曆在目，到如今，檢測組、降解組兩(liang) 篇綜述文章均以本科生一作發表，一切的榮譽均是基於(yu) 長久的隊伍積澱和艱苦卓絕的努力。

經過漫漫十餘(yu) 年的旅途，從(cong) 方老師力排萬(wan) 難，創立隊伍之初，XMU-China就如同一個(ge) 被精心嗬護的嬰兒(er) ，在合成生物學的沃土中不斷深耕，逐漸成長為(wei) 有靈魂有精氣神的隊伍。每一個(ge) 加入iGEM團隊的隊員（甚至在選拔階段），就開始了不斷學習(xi) 和突破自己的過程。初入隊的自己尚是科研小白，麵對知識淵博的前輩，十八般武藝的隊友，隻驚覺高山仰止，景行景止。

在與(yu) iGEM共同成長的日子裏，無論是課題開展還是這次綜述的撰寫(xie) ，我總在不經意之間覺得幸運，好在有師兄師姐，對我們(men) 一次次實驗失敗給予最大的寬容和鼓勵，任我們(men) 在項目設計中天馬行空，一次次試錯；好在有博學的學長，無數次提供技術和知識的支持，一次次拓寬我們(men) 的視野；好在有互相欣賞提供情感支持的隊友，讓我們(men) 在失敗和困難中不斷自愈，不斷前進。

2020賽季獎杯

21年2020XMU-iGEM檢測組綜述在化工學報發表

如果說學到最珍貴是什麽(me) ，應該是堅持和不斷嚐試，聽宣講時印象最深刻的便是隊長那句“希望各位能夠堅持到最後”，這篇文章在2020年中文投稿碰壁，是因為(wei) 堅持和跌倒重來的勇氣，一次次修改和精進終於(yu) 換得了“accepted”。

如果說收獲最珍惜的是什麽(me) ，是可以結交一輩子的夥(huo) 伴，賽季過去近3年，仍是可以傾(qing) 聽你喜怒哀樂(le) 、一起吃熱氣騰騰冬日火鍋的家人，也正是這份情誼，讓我們(men) 重新拾起這篇綜述，這是那個(ge) 賽季留給我們(men) 最後的信物。

大家再次展示各自的十八般武藝，科研繪圖和用英文寫(xie) 作的艱難，對話審稿人的忐忑，文章錄用的喜悅，仿佛是iGEM競賽又一次再現，我無比珍惜這期間一起修改和大家再一次並肩的過程。iGEM大家庭給予我的總比我能貢獻給她的，多得多。

這一路，能和大家笑淚與(yu) 共，與(yu) 有榮焉。賽季之後，也許我們(men) 會(hui) 在地理上相互走散，但是在未來某個(ge) 選擇的節點，我會(hui) 記得璦琿師兄和小燕姐“貪生怕死莫入此門，升官發財請走別道”對科研純粹的追求，我會(hui) 記得俊宏學長知識的廣度和深度以至於(yu) 不敢懈怠，我會(hui) 記得隊員們(men) “山水永相逢”在更高處相見的承諾。這裏永遠熱淚盈眶，故事仍在繼續，相信XMU-China會(hui) 繼續帶著一批批的新人，在合成生物學的大陸繼續破風前行，2023賽季，請竭盡全力、盡情享受，諸位務必加油。

2011、2012、2013年最初參賽時現場峰會(hui) 的紀念胸卡

方老師保存完好的2011年實驗記錄

感懷創隊之初

賽後3年，iGEM給我們(men) 留下了什麽(me) ？

（2020-XMU-iGEM寄語）

2020賽季XMU-China隊員 耿世辰

（廈大化院→北大生科）

這篇綜述的是iGEM 2020團隊的一枚“遲到的”勳章。它的誕生離不開降解組隊員們(men) 不離不棄的“隊魂”、離不開師兄師姐的教導、離不開這三年多不時的懷疑和我們(men) 的“永不放棄”精神。三年的時光沒有衝(chong) 刷我們(men) 的友誼反而讓我們(men) 更將iGEM的經曆放在心尖。也正是這份情誼讓我們(men) 在麵對質疑和挑戰時總是能夠勁往一處使，最終攻克難關(guan) 。

感謝iGEM這個(ge) 團隊裏的引路人讓我領略到合成生物學領域無邊的樂(le) 趣，也帶我走進生物實驗對自然的理解更進一步；感謝本文的作者們(men) 尤其是畢若萌、周思汝，在文章構思、寫(xie) 作、統籌方麵起到決(jue) 定性的作用；感謝璦琿師兄、俊宏師兄對文章的內(nei) 容進行把關(guan) ，讓我們(men) 在學術寫(xie) 作這個(ge) 不太熟悉的領域更上一層樓。

iGEM是我本科生涯裏最明媚的時光，在這個(ge) 團隊遇見的人們(men) 是我誌同道合的朋友和引路人。回看這篇綜述的作者列表，我們(men) 大多都在中國不同的城市、做著不同的課題、走在人生全新的道路上，但是我們(men) 也都能夠在這枚勳章上共同刻下我們(men) 的名字，共同以XMU-China的一員的名義(yi) 書(shu) 寫(xie) 我們(men) 的昨天、今天和明天。

2020賽季XMU-China隊員 周思汝

（廈大生科→北大生科）

上周看著佶佶幫我塗板子，一瞬間就夢回2020，即使身為(wei) 隊長的他當時應該不會(hui) 幫我做實驗（說明iGEM training非常到位，三年不做生物仍舊穩如老手）。iGEM 2020賽季結束後的三年，非常幸運的是，一起共賽的隊友們(men) ，advisors和師兄師姐們(men) 依然很有默契，在北京、在廈門的聚餐永遠都在喋喋不休，話題似乎都不會(hui) 落地。雖然會(hui) 在心裏無數次想起那段時間，但在賽後最為(wei) 感激的，無疑是iGEM2020讓我遇到了生命中非常珍貴的朋友們(men) 。看著大家在各自擅長的領域不斷成長與(yu) 精進，我想不久之後我們(men) 會(hui) 再次相遇的！

2020賽季XMU-China隊長 謝佶晟

（廈大化院→北大化院）

組隊三年了就，好快好快。

最近也還經常去生物實驗室。盡管已經換到了一個(ge) 完全不同於(yu) 本科任何階段的研究方向，好多iGEM的實驗細節都已經變得模糊，但每天看到思汝設計引物轉化加96孔板and blabla的時候，記憶還是一波一波地被喚醒了(雖然喚醒了但不多，上周第二次塗的板子就沒長鵝)。同時iGEM這段經曆帶給我的科研素養(yang) 仍幫助著我麵對研究生階段的各種問題與(yu) 挑戰。

畢業(ye) 後，超級感動於(yu) 璦琿師兄小燕師姐一如既往的指導與(yu) 幫助，在我定導階段的出謀劃策。三年後，非常開心的是廈門並沒有因為(wei) 畢業(ye) 而變得超級陌生，每次回去和師兄師姐俊宏學姐乙酰的聚餐都super充電。說完再見，收拾好心情繼續前進。

希望各個(ge) 領域的大家未來都能順順順！

2020賽季XMU-China隊員 歐美灝

（廈大能源→京都能源）

2020賽季之後，iGEM給我留下了三年，分別是2021年，2022年和2023年，給我留下了兩(liang) 個(ge) 階段，分別是畢業(ye) 前和畢業(ye) 後，給我留下了一條道路，就是生物的道路。它看起來什麽(me) 都沒有改變，因為(wei) 這不止是一段經曆，而是生活中的一部分。

2020賽季XMU-China隊員 莫瑞潔

（廈大生科→協和醫學）

投文章的過程不算順利，經曆了多次反複的修改，但很幸運是和iGEM的大家一起完成。我們(men) 彼此體(ti) 諒，充滿默契，同心協力，才有了最終的成功。永遠都愛iGEM的大家庭，未來也要在各自的領域繼續努力呀！

2020賽季XMU-China隊員 鄭毅憲

（廈大化院→廈大化院）

三年過去了，早已成為(wei) 一名有機民工，每日過柱子的我也常常會(hui) 回想起昔日與(yu) 大腸杆菌相處的美好時光（苦笑，雖然如今與(yu) 一同奮戰的大家已經分居各地，內(nei) 向如我也很少互相聯係，但是每每見麵總是有說不完的話。一同奮戰的時光雖然艱苦，但回頭看，它們(men) 總是閃亮奪目。直至今日，我仍在想，如何用合成生物方法，解決(jue) 有機反應中難以解決(jue) 的問題，也為(wei) 了回到那個(ge) 實驗室中去，品味那些一同奮鬥的時光