10月27日、28日(北京时间),国际遗传工程机器设计竞赛(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)与国际定向进化大赛(International Directed Evolution Competition, iDEC)分别公布获奖名单。两项比赛分别在法国巴黎凡尔赛门国际展览中心(Paris Expo Porte de Versailles)与英国剑桥荷马顿学院(Homerton College)举办。经过展览、评比和角逐,中国科学技术大学代表队在iDEC竞赛中取得铜牌,在14支代表队中取得第5名,并获得最佳生物传感器奖(Bluepha Best Biosensor Award)提名。
而两支iGEM代表队,遗憾无缘获奖。
2024年的反思和问题
2024年,iGEM代表队两支队伍成绩不理想。且在沟通过程中,也存在失误。在比赛之前,无任何人联络新创基金会申请今年的比赛资助。10月28日,基金会工作人员看到其他学校得奖新闻,互相询问后,确定没有收到iGEM的资助申请。在我们已经默认今年iGEM队伍不需要资助后,直到11月1日21:10收到其负责人发来的邮件,申请报销相关费用。此其一。其二,申请人在邮件正文未提及比赛名次,其三,正文及附件均未告知期望资助的具体金额。
新创基金会向捐赠人钮雪勤(TZ9816)校友如实汇报后,捐赠人仍表示愿意支持。虽然沟通和比赛的过程中都存在问题,但是新创基金会和捐赠人都认为,犯错不可怕,能够及时改正,才是最重要的。后续沟通过程中,负责人迅速意识到问题并且迅速调整改进,撰写了“2024iGEM队伍反思及总结”报告,在iGEM指南中将今年遇到的问题一一列举并制定了新规。虽然这两年iGEM成绩不如前些年理想,但是我们和捐赠人认为,这是非常好的学习机会,看到差距,看到真实的世界,对学生来说,也是一次成长。
资助金额:新创基金会资助本次比赛33,416.38元,用于签证费用、签证产生的交通费用和宣传费用等。
校友资助iGEM历史:2010年,新创校友基金会首次发起捐赠行动,资助iGEM代表队。2012-2016年,在高峰(78少)促成下,德意志银行连续五年通过新创基金会资助科大iGEM代表队。2019年起,钮雪勤(TZ9816)校友多次通过新创基金会资助科大iGEM代表队,覆盖支出。
致谢:钮雪勤(TZ9816)校友
以下由2024年中国科大iGEM代表队供稿(小标题为编者所加)。
10月27日、28日(北京时间),国际遗传工程机器设计竞赛(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)与国际定向进化大赛(International Directed Evolution Competition, iDEC)分别公布获奖名单。两项比赛分别在法国巴黎凡尔赛门国际展览中心(Paris Expo Porte de Versailles)与英国剑桥荷马顿学院(Homerton College)举办。经过展览、评比和角逐,中国科学技术大学代表队在iDEC竞赛中取得铜牌,在14支代表队中取得第5名,并获得最佳生物传感器奖(Bluepha Best Biosensor Award)提名。本次比赛很好地展现了科大学子勇于创新、敢于实践的精神。
iGEM比赛成绩和反思
在iGEM比赛中,中国科大实验队(USTC)的项目是“VEBATIN:利用工程菌竞争结合VEGF抑制实体瘤增殖”(VEBATIN - Engineering bacteria to inhibit solid tumor proliferation by competing VEGF),队员由来自生命科学与医学部、计算机科学与技术学院、少年班学院的28名同学组成。针对实体瘤微环境复杂、靶向性差等特点,队员们设计了利用无害的大肠杆菌Nissle 1917菌株(EcN)自动定植于肿瘤微环境的特点,从而定向在肿瘤微环境中竞争结合血管内皮生长因子(VEGF)以抑制肿瘤生长的系统。经过7个月的课题调研与实验,队员们成功验证了不同表面展示系统在EcN中的表达效果,并在细菌表面展示了多种VEGF竞争受体,此外还使用了VEGF类似物以掩蔽受体,保证其能在肿瘤微环境中特异发挥作用。在体外试验中,这一系统被证实具有有效性与可行性。在比赛中,USTC队的成员积极与友校友单位交流,与合肥阿法纳生物科技有限公司、南京工业大学、北京大学医学部等开展了学习与交流。在评选现场,评委及其他队伍的指导老师队该课题表示了高度的赞赏与认可,并提出了课题的进一步改进建议。
图1 iGEM实验队队员合影
图2 iGEM实验队队员在比赛现场
中国科大软件队(USTC-Software)的项目是“Mo-Base:多组学生物信息学分析综合平台”(Mo-Base: Multi-Omics Bioformatics Analysis SynthEsis Platform),队员由来自生命科学与医学部、物理学院、计算机科学与技术学院、人工智能与数据科学学院等的23名同学组成。该项目建立了一个高度互动和全面的生物信息学服务平台。该平台包括一个完全优化的单细胞分析管道,可应用于需要转录组学分析的合成生物学研究。此外,队员们还探索了深度学习模型的当前应用,并在平台内集成了一个社区,允许用户随时相互交流和讨论。队员们在比赛期间积极调研、认真准备课题展示,同时与其他学校的软件队开展交流。
图3 iGEM软件队队员合影
图4 iGEM软件队队员在比赛现场
不可否认的是,今年iGEM的参赛过程中存在队员组织不利、人员管理失当等失误,具体而言,存在老队员指导力不从心、实验开展期间出现人员缺口或冗余、在最终阶段不同组同学之间沟通脱节等现实问题;并且实验开展时间较去年相比不足,同时今年使用了新菌株、新设备方法,前期队员耗费了较多时间摸索实验条件。最终虽然有良好的实验结果与讨论,但是未能及时组织成文档并在网页上上传成果,导致两支队伍由于上传的内容不满足评奖要求,均未能在iGEM中获奖或获得提名。针对这一情况,赛后全体队员与指导老师开展了反思与总结,针对比赛全流程提出了更为严格的策略与监管措施,包括扩大招新对象、规定更完善的人员管理及监督制度、设定队内任务截止日期、增加实验期间课题进展汇报频率、严格财务管理等。这一系列新规定将在2025年的比赛中开始实施,以保证在此后的比赛中能以此为鉴,精益求精。
iDEC比赛成绩
在今年的iDEC中,中国科大代表队(USTC)的项目为“在需钠弧菌中使用定向进化提升柚皮素、樱花素产量并搭建生物传感器”(Directed Evolution of Chalcone Synthase to Enhance Production of Naringenin and Sakuranetin with Biosensor in Vibrio natriegens),队员由来自生命科学与医学部的19名同学组成。为实现柚皮素、樱花素等黄酮类化合物这一高附加值产品的生产,队员们创新性使用需钠弧菌为底盘生物,通过定点突变等技术对黄酮类化合物合成通路中的关键酶开展定向进化,同时基于恶臭假单胞菌的响应白藜芦醇的转录阻遏蛋白TtgR构建了针对查尔酮这一黄酮类化合物共同前体的生物传感器。在实验过程中,队员们成功探索出需钠弧菌的培养及基因工程操作条件,并自行分析出其密码子偏好表,成功搭建了黄酮类化合物生产通路及生物传感器,并在模拟实验中验证了生物传感器的优异效果。这一课题将为后续基于需钠弧菌或黄酮类化合物生产的课题提供理论与实践指导。在比赛过程中队员们与南方科技大学等开展了课题及技术层面的交流。在比赛现场,评委们高度认可了这一项目的严谨性与完整性。在现场,同学们亦与中国药科大学、中国海洋大学等学校队伍开展了课题交流讨论。
图5 iDEC队员在比赛现场
iGEM是为推动合成生物学的发展,于2003年开始发起的一项国际性学术竞赛,该赛事同时也涉及数学、物理、电子、计算机等多领域交叉合作。本年度的iGEM竞赛吸引了来自多个国家400支队伍参赛,参赛队伍数量众多,竞争十分激烈,其中包括MIT、Harvard、Cambridge、Berkeley、Stanford等世界顶尖学府的代表队。各参赛队伍使用主办方提供的标准生物元件或自己设计全新的元件,完成参赛项目,并通过网站、演讲、海报等形式进行展示交流和评比。中国科大从2007年成立队伍参赛以来,至今已收获18金9银2铜,并获3个单项奖,成为亚洲获得金牌和奖牌数最多的高校之一。
iDEC是一项以定向进化为主题,由来自中科院深圳先进院、爱丁堡大学、伦敦帝国理工学院、剑桥MRC分子生物学实验室(LMB)的学者、学生发起,面向全球高中生、本科生、研究生的国际性科研竞赛活动。参赛团队需要将理性设计基础和非理性设计环节相融合,通过生物工程学方法人为设置选择压力并模仿自然选择,在体内或体外对基因进行循环“诱变——筛选”步骤,以获得具有特殊生物学功能的分子、代谢通路或物种。在比赛中,参赛队伍将会得到独立展示机会,并可以与专家学者进行沟通交流。中国科大自2022年开始参加iDEC,至今获得2次铜奖、1次科学贡献奖、1项单项奖及7项单项奖提名。
中国科大iGEM及iDEC团队衷心感谢感谢校领导、教务处、生命科学与医学部、国家级生命科学实验教学示范中心、中国科大生命科学实验中心、新创校友基金会、校图书馆提供的学术上的指导和经费上的大力支持,感谢洪泂老师、王冬梅老师在课题研究方面的指导,感谢郑小虎老师、唐姗老师、刘海燕老师、王朝老师、杨新星老师对课题提出的宝贵意见建议,感谢洪泂老师实验室提供的实验耗材和仪器帮助,感谢张倩老师和新创校友基金会对队伍运营的大力支持。正是在学校相关部门的鼎力支持下,队员们顺利地完成竞赛课题并取得了成果,不仅增进了我校和国际一流大学之间的交流、展现了科大学子们的风采,也为学校争得了荣誉。
以上由2024年中国科大iGEM代表队供稿。