近日,西交利物浦大學(xué)本科生跨學(xué)科團(tuán)隊在2023年國際基因工程機(jī)器大賽(International Genetically Engineered Machine Competition,iGEM)中榮獲金獎。
今年iGEM大賽在法國巴黎舉辦。西浦獲獎團(tuán)隊由來自理學(xué)院、慧湖藥學(xué)院和智能工程學(xué)院的10位本科生組成,團(tuán)隊?wèi){借“Claritein系統(tǒng)”的開發(fā)(結(jié)合了凈化和蛋白質(zhì)的英文單詞縮寫)脫穎而出,該系統(tǒng)是一種生物吸附劑,旨在解決工業(yè)廢水處理中的重金屬和貴金屬銀污染問題。
團(tuán)隊成員合影
國際基因工程機(jī)器大賽由美國麻省理工學(xué)院于 2003 年創(chuàng)辦,是每年合成生物學(xué)領(lǐng)域的國際頂級科學(xué)賽事,它以生命科學(xué)為主,融合了數(shù)學(xué)、化學(xué)、工程、大數(shù)據(jù)等交叉領(lǐng)域,鼓勵參賽者使用合成生物學(xué)和工程化的思想解決實際問題。今年比賽吸引了來自全球各國高校的400余只隊伍參與。在往屆大賽中,西浦代表隊已獲得四金三銀的佳績。
據(jù)今年參賽團(tuán)隊成員介紹,目前市面上污水處理方法包括離子交換法、物理方法和化學(xué)方法,雖然現(xiàn)有技術(shù)可以去除重金屬,但仍會使用到各種化學(xué)試劑。然而,與化學(xué)試劑的持續(xù)損耗相比,在污水處理中使用合成生物學(xué)可以更好的支持可持續(xù)發(fā)展的理念。
更關(guān)注生物安全性
2022年西浦的團(tuán)隊通過合成生物學(xué)手段,選擇對大腸桿菌生物膜進(jìn)行工程化改造,旨在工業(yè)廢水處理環(huán)節(jié)中,用改造的生物膜吸附回收多種重金屬離子,為減少污水重金屬污染貢獻(xiàn)力量。與去年的項目相比,今年團(tuán)隊在延續(xù)之前研究課題的基礎(chǔ)上,更加注重生物安全性。
隊長王繼毅表示,他們采用了無細(xì)胞的蛋白質(zhì)固定到載體上的方法,從生物安全性的角度來說更有保障,避免了因為活細(xì)胞大腸桿菌中的質(zhì)?赡軙䝼鬟f到不同的細(xì)菌中而使得原有物種得到新的基因,繼而引發(fā)生物學(xué)中基因水平轉(zhuǎn)移(horizontal gene transfer, HGT)的問題,導(dǎo)致環(huán)境被污染或產(chǎn)生不可逆的危害。
不變的是成長
“iGEM是唯一一個允許本科生參加生物學(xué)國際競賽的項目,對我們的學(xué)習(xí)自主性和實驗自由度都非常重視,像是實驗設(shè)計、實驗流程、實驗室管理和實驗室藥劑購買等環(huán)節(jié),都需要我們自己進(jìn)行深入思考和探索。在面臨高自由度的同時,我們的抗壓能力也得到了增強(qiáng),對于每一位成員來說,這確實是一次與眾不同的經(jīng)歷!标犻L王繼毅說。
負(fù)責(zé)實驗組的王怡然同學(xué)表示,在比賽過程中,團(tuán)隊成員們也遇到了意想不到的挑戰(zhàn)。例如,他們在進(jìn)行基因敲除技術(shù)的實踐和實驗設(shè)計時,缺乏相關(guān)領(lǐng)域老師的指導(dǎo),能夠查閱到的文獻(xiàn)多為20多年前的技術(shù)和研究。最終,團(tuán)隊成員通過向?qū)W長學(xué)姐求助,結(jié)合已有文獻(xiàn)和前輩的幫助成功完成了實驗。
此外,今年西浦團(tuán)隊在蘇州、上海等地也開展了一系列的科普宣傳活動,將合成生物學(xué)的知識與日常生活相結(jié)合,讓不同年齡層的同學(xué)們能夠更好地了解合成生物學(xué)的魅力。
團(tuán)隊成員在西浦附屬學(xué)校向中學(xué)生科普合成生物學(xué)知識
“每年舉辦的iGEM競賽,為我們提供了一個深入了解合成生物學(xué)在全球不同領(lǐng)域應(yīng)用的契機(jī),從早期人們只是利用細(xì)菌來進(jìn)行繪畫,到如今開始使用細(xì)菌解決更加成熟的問題,我們也希望能夠激發(fā)更多的人對合成生物學(xué)的興趣和熱愛,推動這一領(lǐng)域的進(jìn)步和發(fā)展。”隊長王繼毅表示。
(王璐謠 寇博)
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