iGEM国际基因工程机器大赛金奖队伍赛事回顾2

国际基因工程机器大赛iGEM,是合成生物学领域的国际顶级大学生科技赛事,也是涉及数学、计算机、统计学等领域交叉合作的跨学科竞赛。每年由美国麻省理工学院MIT主办,主要针对在校本科生、研究生和高中生。竞赛要求iGEM团队利用标准生物模块(Biobricks)来构建基因回路、建立有效的数学模型,实现对精致复杂人工生物系统(artificial biosystem)的预测、操纵和测量以完成比赛。

2022年国际基因工程机器大赛iGEM,已于北京时间10月28日20:00正式落幕。

iGEM赛事回顾2 | 助力畜牧业可持续,Worldshaper-Nanjing 队使用酪丁酸梭菌实现肠道和土壤的双重疗愈

据不完全统计高中生组,2022年中国大陆有60多个队注册参赛,最终有16支队伍获得金奖、19支队伍银奖、15支队伍铜奖、9支队伍无奖、2支队伍弃权。

机构有幸继续领跑iGEM Commercial 赛道。其中 Worldshaper-Nanjing 战队经历了长达1年的学习、科研之旅,喜获金奖

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# 1Worldshaper-Nanjing是谁?

Worldshaper-Nanjing

Worldshaper-Nanjing战队的19名队员,均为高一、高二学生,分别来自南京外国语学校、金陵中学、北京一零一中学、大连华美美国国际学校、合肥一中、南京师范大学附属中学、广州碧桂园学校、金华市新东方双语国际、宁波效实中学等学校。

Worldshaper-Nanjing战队,对食品、环境保护的课题有着高度的兴趣,同时享受整个iGEM科学研究与实验的过程。

拥有绘画、摄影、制作视频、数模编程不同技能的队员,分工明确,在参与iGEM的不同环节中发挥所能,各尽其力。

实验组承担着最为核心的工作内容,需要制定research topic和完成实验任务。比如实验期间组员们需要配置液体培养基、做PCR、测序等等。对于这群高中生来说,做实验并不容易且需要不断地重复。哪怕是正确使用移液枪,也让他们花费了不少时间去练习。一整个夏天呆在实验室的艰辛付出,让他们在科研道路上有了新的起点。

硬件装置组负责解决从产品形态的选择、到干燥过程中干燥形式与温度的控制、运输过程中产品的保存等一系列产品应用过程中的问题。期间组长林同学带领组员们查阅资料、拜访专家、实地调研,一一确定产品应用过程中的细节。并且,对于业内专家提出的转基因饲料添加剂的安全性问题,也在积极地寻找应对解决之策。

宣传与设计组的组员们主要负责 iGEM 队伍logo设计、队服设计、宣传材料制作、队伍wiki元素设计、照片视频拍摄与制作、公众号的运营、队伍promotion video的制作等。

预算与保障组负责财务、资金、安全及其他系列幕后工作,积极进取的组员们并没有局限于本组工作内容,而是尽可能地为其他组别提供帮助与支持。例如,修改文稿、奔赴其他城市,协助其他组开展宣传活动。

最鼓舞人心的莫过于担任社会调研与商业创新组的组长——黄同学,虽然是团队里年纪最小的队员,但干劲十足、热情活跃、善于思考。iGEM团队的外联活动都是在她的领导与督促下完成,例如领导与策划联合公宣活动、带头进行专家访问与实地调研,积极与合作队伍展开交流讨论会。

# 2逆转草场退化

畜牧业可持续发展

Worldshaper-Nanjing项目的的主题为益生菌-牲畜-草场:肠道和土壤的双重疗愈。灵感来源于日益严重的土地盐碱化问题和“315”报道的兽药含量超标的食品安全问题。

抗生素滥用和土壤盐碱化是两个世界性问题。受酪丁酸梭菌益生菌和产酸特性的启发,Worldshaper-Nanjing战队的目标是使酪丁酸梭菌兼性厌氧,并将其添加到动物饲料中以解决这两个问题。

随着转基因酪丁酸梭菌被加工成粉末并添加到动物饲料中,它会留在动物肠道中并产生丁酸。当动物在野外排泄时,工程菌存活并继续其代谢反应,将粪便和野外的有机物转化为丁酸,从而中和受盐分影响的土壤。

在本研究中,工程细菌分三个阶段构建:

- 阶段1:具有乳糖诱导的dps基因表达的菌株。

- 阶段2:带有aceE基因的菌株。

- 阶段3:dps和aceE基因共表达的菌株。

- 注:本次项目完成了阶段1、2

在整个项目的完成中,队伍实施过程遇到了不少困难,在实验老师和专家教授的指导下,问题得到进一步解决。

队伍起初采用的是thl启动子,后来实验发现thl启动子的数据结果并不令人满意,于是实验组的同学与合作队伍、与实验指导老师讨论交流,改为lac启动子,最终获得了较好的实验数据。

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一开始队伍难以确定产品的形态,在营养液和粉末状态之间难以选择。黄同学、吴同学、孙同学等同学参访了动物营养学方面的李进军教授,从运输和保存方面考虑,选择了粉末的产品形态。

最终,团队成功构建了与thl、lac启动子共表达dps和aceE的质粒。如果有机会,接下来团队会继续完成将质粒转化为酪丁酸梭菌并进行功能验证实验。

若项目能够顺利应用于市场,不仅能够有效改善土地盐碱化的问题,提高农业生产力、改善水质等环境问题;还可以替代兽用抗生素,助力畜牧业的良性发展。

# 3收获不止奖项

每次挑战都是突破

在本次iGEM中,Worldshaper-Nanjing战队的每一位队员在项目过程中的成长是非常明显的,他们的努力,他们的不服输,都让家长、老师惊喜和欣慰。

以下为部分队员对参与本次iGEM的感想。

在项目过程中我遇到的问题还是有很多的。但是过程中总是有老师们、同学们的帮助,在此我由衷的向他们表示感激。

例如在制作wiki网页的时候,由于这对于我来说是一种全新的体会,虽然说我有一定的编程能力但是面对一个全新的语言,还是得要自己钻研。

其次便是策划活动,在整个过程当中,本人觉得最为重要的便是要与各个队伍各个队员协调和沟通,既不能忽视个人感受也不能损伤团队利益。这能大大的促进各位同学们之间的合作能力。

——干队队长

非常感谢老师!这次活动的收获,不仅是收获金牌,更多的是亲身参与了科研,体验到了科研之路的艰辛,这不是一块金牌可以说明的。

——湿队队长

答辩之前非常紧张,答辩之后对自己的回答不是很满意,一直担心能不能拿到金牌。没想到,功夫不负有心人,我们还是顺利达到了目标,拿到了金牌!这对我们来说,前面所做的一切努力都值了!

——社会调研与商业创新组组长

# 42023种子队员招募

报名持续中

新的一年,新的起点,新的成就!新一届的同学们,2023年机构·iGEM战队种子队员招募启动啦!截至12月31日都可享受早鸟优惠!

对iGEM竞赛感兴趣、渴望在国际舞台上展现风采的同学们,快来加入我们吧!

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