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同济大学代表队获国际基因工程机器大赛银牌
来源:  作者:  发表时间:2017-12-06  阅读次数:270次

         2017年11月14日下午,为期6天的合成生物学顶尖赛事——国际基因工程机器设计大赛(International Genetically Engineered Machine Competition,iGEM)2017全球总决赛在美国波士顿落下帷幕。经过精心准备,同济大学代表队的队员们圆满完成项目展示,并在其后的问题回答、海报讲解环节表现突出,获得国际评委的高度认可与赞赏,最终斩获一枚银牌。

         截止2017年,iGEM已成功举办12届。iGEM最初由美国麻省理工学院主办,是合成生物学(Synthetic Biology)领域的顶级国际性学术赛事,同时也是涉及数学、物理、电子、计算机等领域交叉合作的跨学科竞赛,后成立专门委员会管理。如果说人工智能是让机器变得更像生物,那么合成生物学就是让生物变得更像机器。

         iGEM要求学生自主选题,设计并构建生物系统并实现对该系统的操控,将其应用于社会中得到反馈加以调整,最终制作网站,海报进行展示,并在会场进行PPT汇报。大赛旨在锻炼学生的自主创新和团队协作能力,同时培养其对科学的热情。

        参赛学生可将研究所取得的成果提交给 iGEM Foundation,供全球的科学家共享,从而使学生的创新成果拥有更为深远的学术价值和潜在应用价值。此外该项竞赛为不同国家、不同专业的大学生提供了一个相互交流的国际舞台。每年的竞赛受到 Nature,Science等国际权威科学杂志,以及 BBC 等国际主流媒体的关注。

         2017参赛队伍中包括MIT、Harvard、Cambridge、TUdaflt、Heidelberg等世界一流学府的代表队,竞争十分激烈。国内的清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学等代表队也派队参加。

         今年,同济大学iGEM代表队着力于解决严重危害人类健康的蚊媒虫媒疾病。目前新兴的方法主要是释放基因修饰过的雄蚊或共生了特定细菌的雄蚊到野外种群,与野生雌蚊交配,使得后代不能正常发育成熟,以达到控制种群数量的目的。但这类方法有时效短,投入高等缺点,且改造过的雄蚊在野外环境生存力欠佳,限制了实际应用。同济大学iGEM队伍利用遗传学经典工具UAS/GAL4系统构建基因回路,使得多巴胺水平受环境温度控制,在高温时过表达多巴胺,从而引发雄性个体之间的同性求偶行为,干扰种群正常交配从而达到控制蚊虫数量的目的;而在低温时雄性个体多与雌性个体交配,使得改造基因可以在种群中大规模扩散,等到温度升高又可以在种群中更多的个体身上发挥作用。由于转基因蚊子的操作手段目前不甚成熟,团队选择了同为双翅目昆虫的经典模式生物果蝇来进行实验,分子层面与行为层面的结果都很好地验证了整个方案。此外,团队还基于行为学实验的结果建立了种群数量变化的数学模型,进一步指示了该方案的实际可行性。该方法与之前相比,是可遗传的,有限作用时间更长,投入也更少,有望在后期得到实际应用。

         2017同济大学iGEM代表队的队员共为11人,除了来自于生命学院的本科生之外,还吸引了来自环境学院,机械学院的同学以及一名意大利留学生共同参加。在接近一年的备赛中,同学们利用课外时间积极讨论,进行了大量的文献调研,与相关老师积极沟通,确定了几个备选课题并开展相应预实验。综合分析之后,敲定了蚊虫治理为参赛课题。在主实验稳步开展的同时,同学们进行了相应的社区普及宣传活动,并与设创学院Fablab共办社区开放夜,将合成生物学的思想带入社区民众。期间还就一些社区话题和项目细节与总部多个委员会进行了广泛而深入的交流,获益良多。最后整理将近一年以来的项目成果,制作海报与网站,希望在比赛展示之外获得更多的关注与讨论。

         同济大学教务处,生命学院领导在比赛的整个进程中给予了高度关注及大力支持,生命学院成立了由张敬副院长亲自领衔,薛雷教授、张超教授、李平教授、冷晔副教授等多位老师所组成的导师团队进行精心指导。这也是学院多年来重视学科交叉,重视人才创新培养所取得的又一成果。

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