北师大二附中SHSBNU_China队再夺iGEM国际基因工程机器大赛金牌

 

【↓图1：现场答辩】现场的学术演讲与答辩

 

    

    2018年10月28日，一年一度的iGEM国际基因工程机器大赛在波士顿海因斯会展中心落下帷幕。本届赛事，有来自全球的316支iGEM队伍近6000人参加，其中中学生队伍58支约1100人参赛。赛事中，来自北师大二大附中国际部的SHSBNU_China代表队以Biofilm x Laccase科研项目（http://2018.igem.org/Team:SHSBNU_China）参赛，该项目以其创新性、完整性、以及严谨的实验设计获得了评委了肯定，获得了比赛金牌（全球58支中学参赛队伍仅有8支队伍获此荣誉，参见http://2018.igem.org/Competition/Results）。这也是北师大二附中国际部继2017年首次参赛以来，第二次获得该赛事的金牌。

 

【↓图2：海报展示】队员向其它队伍的队员讲解项目，展示海报

 

 

    国际基因工程机器大赛，英文名称为International Genetically Engineered Machine competition，简称iGEM。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。比赛由美国麻省理工学院于2003年创办，2005年发展成为国际赛事，于每年10月在美国波士顿进行最终角逐。国际基因工程机器大赛赛况和研究成果每年都受到《科学》、《自然》、《科学美国人》、《经济学人》等顶级学术杂志、英国广播公司这样的传统媒体的关注并进行专题报道，具有广泛的国际影响力。

 

【↓图3队伍项目网站】SHSBNU_China队的项目网站

 

 

    iGEM比赛有多个环节，学生需要完成的内容众多：阅读文献寻找项目，暑期进行实验证明项目可行性，进行人文实践并修正项目中的问题，制作网站解释说明自己的项目和结果，制作与展示科学海报与现场其他队伍和专家交流，在现场演讲并接受专家提问和评审。经过数个月的努力，同学们不仅完成了比赛，更是完整地体验了科研项目从立项到排除万难而实现的过程，以及与科学家沟通交流、向公众宣传展示项目成果、让科研造福社会的STS精神。

 

SHSBNU_China队2018年iGEM参赛项目介绍

【↓图4：染料图】

 

当今的印染产业大量使用合成染料，这些染料稳定不易降解，排放到环境后会给人类和其他生物带来潜在的健康危害。北师大二附中SHSBNU-China队今年的项目就着手于分解污水中的合成染料。

 

【图5：漆酶图】

 

通过查阅文献，队员们发现漆酶Laccase是一种潜在的解决方案，这种以铜离子为辅助因子的氧化酶，能快速降解水中的有机分子，然而污水处理中的持续水流会冲走漆酶，导致效率下降和成本上升。SHSBNU队决定将漆酶固定在生物膜（Biofilm上）以改善这个问题。

 

【↓图6：PHA分解珠示意图】

 

生物膜能够保护和固定细菌，减少外界环境对产酶细菌的影响。队员们在文献调查后决定引入CsgA使其产生生物膜。为了让漆酶与生物膜牢固结合，队员们用Spytag修饰生物膜，用Spycatcher修饰漆酶，通过大量实验验证了该方法的可行性。为了让自己的科研项目有机会更好地投入实用，SHSBNU_China队还拜访了污水处理厂，了解实际应用中污水处理的方式，并进一步优化了产品设计，提出一种PHA塑料珠+细菌+生物膜+漆酶的过滤式净化手段

 

【↓图7：社团活动照片】

 

为了推广项目Biofilm x Laccase，SHSBNU_China团队成员在校内还设计并实施了分层教学体系，为热爱合成生物的同学们举办讲座到获得反馈；提供了基因工程的课程，其中包括背景知识、安全规范和转基因试验。这些也为下一年学生团队参加iGEM比赛打下了坚实的基础。

 

 

【↓图8：SHSBNU_China队员合照】

 

 

致谢：

SHSBNU_China队全体成员感谢学校同学和老师们的支持

感谢相关老师和蓝晶生物Bluepha提供的大力指导

感谢BJRS_China、RDFZ_China、BFUSICC-China、Tsinghua队的合作与帮助