微生物應用設計大賽決(jue) 賽答辯!
ACMA
ACMA 即四川大學微生物應用設計大賽,由四川大學生命科學學院主辦,四川大學iGEM協會(hui) 承辦。是一項以開拓學術視野,培養(yang) 學生自主科研能力為(wei) 宗旨的學術型理論設計競賽。
通過四川大學iGEM協會(hui) 這一平台,將合成生物學的思想與(yu) 本科生實際情況綜合考慮,為(wei) 同學們(men) 能夠運用所學各學科的知識解決(jue) 現實問題、探索未知領域打開一個(ge) 新的——合成生物學——視角,為(wei) 同學們(men) 提供一個(ge) 盡情發揮自己的創新能力,開拓學術視野,走進科研的平台。
決(jue) 賽來臨(lin)
經過初賽的激烈角逐,共有六支隊伍憑借優(you) 秀的設計進入決(jue) 賽,該階段設置校級一等獎1名、二等獎2名、三等獎3名。經過為(wei) 期三個(ge) 月的修改,2023年四川大學微生物應用設計大賽迎來終章。
本次決(jue) 賽,共有八位來自生命科學學院的老師到場進行答辯提問:他們(men) 分別是:
生命科學學院團委書(shu) 記 — 徐雅老師
四川大學 iGEM 協會(hui) 指導老師
2023 ACMA專(zhuan) 家組組長 — 趙建教授
iGEM 協會(hui) 指導老師 — 劉科教授
iGEM 協會(hui) 指導老師 — 張年輝副教授
iGEM 協會(hui) 指導老師 — 吳傳(chuan) 芳副教授
iGEM 協會(hui) 指導老師 — 劉誌斌副教授
iGEM協會(hui) 指導老師 — 李佛生老師
生命科學學院團委副書(shu) 記 — 何韻雲(yun) 老師
決(jue) 賽現場
比賽正式開始前,徐雅老師作為(wei) 評委代表向現場選手及觀眾(zhong) 致辭,隨後,本次比賽專(zhuan) 家組組長趙建教授向現場選手及觀眾(zhong) 介紹了本次決(jue) 賽的流程、規劃以及規則。
在決(jue) 賽現場,六支隊伍向我們(men) 展示了他們(men) 的課題,分別為(wei) :
1、“基於(yu) 磁場靶向定植菌種技術治療腸道炎症的模型構建”
2、“以SpoVM靶向肽表麵展示技術構建的腸道益生菌抗原遞送係統——一種新型口服結核活菌疫苗構建方法”
3、“利用香蘭(lan) 素實現大腸杆菌生物合成二氫辣椒酸酯”
4、“構建可持續降解PET的工程地衣芽孢杆菌‘生物膠水’體(ti) 係”
5、“工程菌防治紫莖澤蘭(lan) 生物入侵”
6、“關(guan) 於(yu) 汙水汙泥中頑固有機物多氯聯苯與(yu) 含氟化合物的大腸杆菌代謝降解”
下麵就讓我們(men) 進一步了解他們(men) 的課題吧!
第一組:基於(yu) 磁場靶向定植菌種技術治療腸道炎症的模型構建
短鏈脂肪酸(SCFAs)是由腸道共生細菌利用未消化的碳水化合物發酵而成,能夠與(yu) 腸道細胞表麵受體(ti) 蛋白相互作用,從(cong) 而對宿主的代謝、免疫、炎症等活動起到調節作用。
第一組選手希望通過利用合成生物學的方法改造脆弱擬杆菌,使其能夠合成磁力蛋白並擁有磁性,在外加磁場的條件下能夠在人體(ti) 腸道內(nei) 精準定植,分泌SCFAs對人體(ti) 腸道活動進行調節,彌補腸道菌群紊亂(luan) 的情況,進而治療腸炎等腸道疾病。
第二組:以SpoVM靶向肽表麵展示技術構建的腸道益生菌抗原遞送係統——一種新型口服結核活菌疫苗構建方法
結核病是由結核分枝杆菌引起的傳(chuan) 染病,主要侵犯肺部引起炎症反應形成結核結節從(cong) 而引發相關(guan) 免疫反應,也可侵犯其他器官。目前結核病的主要治療手段是抗結核藥物聯合治療,但是仍然存在肝損傷(shang) ,神經係統損傷(shang) ,耐藥性差等問題。
因此,第二組選手希望能夠探索一種有效普適且副作用低的結核病疫苗用於(yu) 預防結核病。他們(men) 設計利用乳酸乳球菌定植於(yu) 腸道,利用SpoVM對外囊泡(EVs)的靶向性,設計出含有SpoVM靶向肽融合蛋白VM-PPEs(PPE蛋白能夠作為(wei) 結核分枝杆菌疫苗的抗原)的基因線路,使得乳酸乳球菌分泌出融合蛋白通過腸壁進入體(ti) 液,進而引發人體(ti) 的體(ti) 液免疫和細胞免疫,從(cong) 而減少結核病發病率和減輕結核病發病情況。
第三組:利用香蘭(lan) 素實現大腸杆菌生物合成二氫辣椒酸酯
辣椒,作為(wei) 一種常見的調味品,不僅(jin) 具有調味的作用,其還富含有具有鎮痛、抗癌、抗氧化、促進新陳代謝等多重效用的辣椒素,然而,因為(wei) 辣椒素具有強烈的刺激性,因此限製了其在臨(lin) 床上的應用。而二氫辣椒酸酯作為(wei) 辣椒素類似物,與(yu) 辣椒素生物活性相似且刺激性大大降低,具有一定的臨(lin) 床藥物潛力。然而市麵上的二氫辣椒酸酯主要來源於(yu) 化學合成,價(jia) 格昂貴而且有大量的副產(chan) 物產(chan) 生。
第三組選手構建了能夠在胞內(nei) 合成二氫辣椒酸酯的工程大腸杆菌,通過感受外源香蘭(lan) 素濃度啟動8-甲基壬酸的合成,隨後將攝入的香蘭(lan) 素還原為(wei) 香草醇並與(yu) 合成的8-甲基壬酸反應生成二氫辣椒酸酯,從(cong) 而在腸道中發揮作用,促進機體(ti) 新陳代謝,發揮抗肥胖、抗癌等功效。該工程菌將以環節膠囊的形式進入並定植腸道,並在被排出體(ti) 外後可以能夠通過MazEF自殺體(ti) 係自主滅活。
第四組:構建可持續降解PET的工程地衣芽孢杆菌“生物膠水”體(ti) 係
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一種廣泛應用於(yu) 塑料製品中的有機物,但由於(yu) 其不易降解的特性,其在環境中的積累也已經成為(wei) 了全球關(guan) 注的環境問題。
第四組選手旨在構建能在濕潤土壤環境和水體(ti) 環境下高效降解PET的工程地衣芽孢杆菌“生物膠水”體(ti) 係,通過在地衣芽孢杆菌(DSM13)中異源表達並分泌兩(liang) 種PET降解的關(guan) 鍵酶——PET水解酶和單(2-羥乙基)對苯二甲酸水解酶。同時,通過將地衣芽孢杆菌的生物膜蛋白與(yu) 來自貽貝的粘連蛋白融合表達,使生物膜具有類似“膠水”的質地,從(cong) 而大幅提升工程地衣芽孢杆菌的附著能力,進而達到在濕潤土壤環境和水體(ti) 環境下可持續降解PET的目的。
第五組:工程菌防治紫莖澤蘭(lan) 生物入侵
紫莖澤蘭(lan) 是我國的重要入侵物種,紫莖澤蘭(lan) 的化感作用是它抑製其他植物生長的一個(ge) 重要原因。目前,機械控製和化學防治是現在治理紫莖澤蘭(lan) 的主要方法,但現有的方法存在低效、副作用大的問題。因此,該組選手希望通過紫莖澤蘭(lan) 內(nei) 生細菌貝萊斯芽孢杆菌(Ea73)來防治其入侵的情況。
他們(men) 設計利用Ea73編碼一種siRNA,讓其通過RNA幹擾來抑製紫莖澤蘭(lan) 的化感作用,從(cong) 而達到降低其對其他植物的抑製;同時,它們(men) 還設計了基因線路表達光合作用抑製劑沒食子酸以及根瘤菌的定位蛋白,以此來降低紫莖澤蘭(lan) 的競爭(zheng) 力並加強菌種的特異性。
第六組:關(guan) 於(yu) 汙水汙泥中頑固有機物多氯聯苯與(yu) 含氟化合物的大腸杆菌代謝降解
多氯聯苯(PCBs)和含氟化合物(PFCs)具有難降解、高度持久、長期積蓄在環境、水、食物中的特性。對人體(ti) 健康和環境造成傷(shang) 害、汙染。而下水道、汙水處理廠等,就含有大量頑固有機鹵化物多氯聯苯、全氟化合物以及多氟烷基物質,對環境造成不可逆轉的影響。
故此,第六組選手設計並組裝能夠適應汙水汙泥環境的大腸杆菌,人工重建多氯聯苯與(yu) 含氟化合物的消除機製,使得該重組菌有效持久地相應於(yu) 高濃度PCBs和PFCs並通過相應酶進行代謝,從(cong) 而高效高安全性低成本的降解PBCs和PFCs。
在決(jue) 賽的舞台上,六支隊伍的課題精彩紛呈,向我們(men) 展示了他們(men) 精雕細琢後的設計。同時,生命科學學院的各位專(zhuan) 家教授也在決(jue) 賽現場進行點評指導,幫助選手更好地改進自己的課題,更進一步!
最後,經過評分統計,六支隊伍分獲一、二、三等獎:
一等獎
構建可持續降解PET的工程地衣芽孢杆菌“生物膠水”體(ti) 係(組長:鄧路垚)
二等獎
以SpoVM靶向肽表麵展示技術構建的腸道益生菌抗原遞送係統——一種新型口服結核活菌疫苗構建方法(組長:王思檸)
利用香蘭(lan) 素實現大腸杆菌生物合成二氫辣椒酸酯(組長:李小雨)
三等獎
關(guan) 於(yu) 汙水汙泥中頑固有機物多氯聯苯與(yu) 含氟化合物的大腸杆菌代謝降解(組長:王思遠)
基於(yu) 磁場靶向定植菌種技術治療腸道炎症的模型構建(組長:楊童晰)
工程菌防治紫莖澤蘭(lan) 生物入侵(組長:楊麒莎)
最後四川大學生命科學學院副教授張年輝老師對本次大賽做了總結,激勵學生們(men) 積極探索微生物的奧秘,迸發出不一樣的光彩!
最後,2023年四川大學微生物應用設計大賽落下了帷幕。我們(men) 期待參賽選手們(men) 可以將自己的課題更進一步,真正地將微生物設計走向應用。同時也期待新的一年,有更多的同學們(men) 加入到ACMA大賽之中,與(yu) 我們(men) 共同感受合成生物學和基因工程的魅力!!!
我們(men) 致力於(yu) 設計新的基因線路合成特定產(chan) 物;
我們(men) 以實現綠色無汙染為(wei) 最終目標;
我們(men) 致力於(yu) 改造底盤生物,治療動植物基礎疾病;
我們(men) 從(cong) 建模的角度解讀基因元件的性質。
創意將在這裏碰撞,對合成生物學的熱情將在這裏迸發
評論已經被關(guan) 閉。