iGEM国际基因工程机器大赛Commercial赛道金奖案例分享

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参赛回顾3 | 关注全球食品安全,GYHS 队实现快速检测食品致病菌

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 GYHS经历了长达1年的学习、科研之旅,喜获金奖

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# 1GYHS是谁?

GYHS

GYHS战队是由广东一所中学十位高中生组成的一支队伍。十位同学都拥有各自擅长的领域,在项目中发挥着不同的作用。

GYHS战队,是一支对学术保持着高度严谨态度的队伍。他们怀揣对合成生物学的热爱,通过积极认真的态度,最终成功达到他们期待的结果——iGEM金奖。在他们身上,我们可以看见一群新生代生物科研者的身影。

# 2分离食源性病菌助力食品安全

GYHS战队以食源性致病菌的检测为目标,利用合成生物学的方法,基于噬菌体受体结合蛋白的食源性致病菌分离与多重比色法检测

根据世界卫生组织2020年的统计,全球每年有6亿人(最多每10人中就有1人)因食用受污染的食物而食物中毒,42万人死于同样的原因。食品致病菌已造成多起中毒事件,食品安全问题不断恶化。

由于食品和水源受到食品致病菌的污染,在工厂生产和日常生活中,食品极易受到致病菌的污染。如果处理不当,很容易引起一系列身体不适和中毒事件。其中,致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌、肠球菌是食物中毒的主要致病菌。如何方便、快速地检测出食品中的致病菌,对保障食品安全至关重要。

GYHS希望可以加强人们对食品安全的关注,减少食品安全造成的悲剧。他们利用噬菌体结合蛋白-纳米磁珠复合物与纸基传感器相结合,分离并比色检测了食物中多种食源性致病菌。

GYHS希望他们所设计的设备能够帮助人们在家里检测食源性病原体,从而使大家吃得更健康、更安全。

与现有的检测技术相比,他们所设计的技术能够快速、简单、高效地同时检测多种食源性病原体。

在项目研究过程中,他们成功构建了RBP和GFP融合RBP表达载体。当然也遇到了棘手的专业性问题,在各界专业人士以及同学们的共同努力下,逐步攻克问题。

比如,在进行背景调研时,他们就遇到了E.Coli O157菌株安全性问题。在采访相关专家并对此问题进行深入研究与讨论后,他们选择了一种替代方式,选择采用K12菌株替代O157,并且严格按照实验室标准进行实验,遵守生物实验的安全性与严谨性。

iGEM参赛回顾3 | 关注全球食品安全,GYHS 队实现快速检测食品致病菌

此外,在项目的硬件装置设计过程中,装置材料如何设计才能实现高效使用也是一个亟待解决的困难。通过几位指导老师的帮助,GYHS战队最终成功设计出四孔检测装置和输出记录实验结果数据的APP

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该项目的开展,一方面,可以提高参与者本身及公众对食品安全问题的关注;另一方面,GYHS战队的工具灵敏、快速、廉价、便携、易于操作,不需要设备、实验室设置和专业人员,可以广泛应用于各种条件下,如家庭和经济条件差和实验室检测资源落后的偏远地区,全球食品安全问题将得以极大的改善。

# 3收获不止奖项勤恳浇灌学术之花

GYHS虽与思铺相隔几千公里,但距离丝毫也不影响队员的主动与积极。指导老师的每项任务布置,队员们都能积极响应,并且竭尽全力,努力完成任务。在暑期做实验期间,更是表现出了严谨科学研究者该有的态度。

以下为部分GYHS队员对参与本次iGEM的感想。

在最初的阶段,我们确实有一种初生牛犊不怕虎的冲劲,但渐渐各方面的压力开始打磨我们的毅力。衔接高二学习和考试的压力,与iGEM的任务同期进行,这也代表着我要学习如何调节自己任务和团队事务之间的关系。不断地试错和调整心态,在磕磕碰碰中摸索前进的道路感谢这六个月带给我的成长历练。

——刘同学

回顾这六个月与igem的所有故事,我们在实验室里的所有回忆,所有例会与为整个项目奋斗熬夜的日子好像并未结束一般,igem仿佛融入进我的生活一般一切都历历在目。从刚开始对自己的怀疑到一次次文书的上交,这个项目居然一点点走到尾声了。与其说我通过igem学到了什么,不如说我已经习惯这种每天被ddl和新任务推着往前走的生活。igem给予我太多我意想不到的收获和难以言说的改变。

——朱同学

在这个过程中,我发现一个团队的凝聚力很难搭建起来。涉及到时限的东西,在做的时候很容易无视,导致整体的效率不高。不过毕竟在这个比赛中学到了不少东西,无论是科学素养还是实践技能。参与IGEM让我体会到了多重压力的感觉,这些压力也让我学会了在特定时间内只做好一件事,避免一心多用。想必这对我以后生活中多方压力的处理有训练的作用。

——龙同学

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——欧阳同学

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