2022年10月28日，合成生物学顶尖赛事——国际基因工程机器大赛（International Genetically Engineered Machine Competition，iGEM）2022全球总决赛落下帷幕。同济大学生命科学与技术学院派出由队长蔡婧娴、文嘉颖等同学组成的Tongji_China代表队与队长张世越、郑裕龙、张子涵等组成的Tongji_Software代表队2支队伍参加了本赛季的比赛。经过精心准备，队员们圆满完成项目，并在其后的项目展示、问题回答环节表现突出，获得国际评委的高度认可与赞赏，最终斩获一枚金牌和一枚铜牌！

iGEM介绍

iGEM最初由美国麻省理工学院主办，是合成生物学领域的顶级国际性学术赛事，如今已经成功举办16届。合成生物学是近年来生命科学领域的新兴研究方向，其目标是通过重组现有基因，构建对生命科学研究或者生产生活实践具有价值的生物系统。iGEM竞赛以合成生物学为基础，更加关注设计生物系统对iGEM社区和社会的实际作用。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wiki网站、视频等进行展示并进行答辩。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。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。

今年共有来自全球各地的346支队伍参赛，其中包括MIT、Harvard、Cambridge、TUdelft、Heidelberg 、ETH_Zruich等世界一流学府的代表队，国内著名学府清华大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学、中国科技大学等也派队参加，竞争十分激烈。

Tongji_China项目介绍

菠萝蛋白酶是一种植物蛋白酶，具有多种特性，包括抗癌活性、抗炎作用、抗菌作用、增强抗生素作用、保护皮肤、术后恢复等。它在医疗和食品领域有广泛的应用。尽管菠萝蛋白酶具有很大的应用潜力，但传统的生产工艺存在效率低、来源不稳定、酶活性低等问题。基于这一点，Tongji_China今年的参赛项目使用大肠杆菌来重组表达菠萝蛋白酶，并通过定向进化提高了酶活性和稳定性。此外，队员们还发现了菠萝蛋白酶在饲料领域的巨大潜力，他们选择枯草芽孢杆菌wb800菌株作为这一特定应用场景的底盘，其表达的重组菠萝蛋白酶能够作为饲料添加剂加工处理粗饲料，可提升饲料中蛋白质转化率、提高动物抗病能力。

受今年上海疫情的影响，Tongji_China的队内活动无法进行线下，至9月份才开始湿实验，面临着巨大的挑战。队员们克服了重重困难，在前期以线上的方式做好了各类准备工作的前提下，于九月份开始在湿实验的部分奋起直追，最终不负众望，延续Tongji_China三年全金的传统，斩获金奖！

Tongji_software项目介绍

基因编辑技术在合成生物学研究中是一种不可或缺的工具，但目前也存在脱靶效应、非特异性结合等问题。研究发现anti-CRISPR蛋白可抑制脱靶效应、提高安全性，它还能作为基因编辑调控的抑制剂，提供更多可选择的工具来进行实验设计。anti-CRISPR基因可以编码并通过载体体内递送或原位发挥作用，由于它们与CRISPR-Cas系统分开，因此可以根据Cas动态调控范围，无需昂贵的配体、设备即可将anti-CRISPR蛋白整合到各种系统中。目前已发现许多抗CRISPR蛋白，如AcrIIA5、AcrIIC1和AcrVA1，可抑制其靶标的多个同源物。这种广谱活性无需重新设计每个Cas蛋白便可用于调节CRISPR-Cas系统的多种天然和工程变体。此外，Joseph Bondy-Denomy等研究人员已鉴定出多种靶点相同，但大小、抑制强度和作用机制等差异很大的anti-CRISPR蛋白，日后有望将其推广到不同的实验场景。

因此，我们关注到这种蛋白，希望能通过寻找这些有助于基因编辑的蛋白来辅助合成生物学实验。我们的软件设计目的是提供一个可以搜索不断扩大的病毒基因组、宏基因组等数据库的全新anti-CRISPR蛋白的工具，从而扩展anti-CRISPR的多样性，为合成生物学潜在基因编辑工具的挖掘提供一种简单便捷的方式。 

总结

2022年同济大学iGEM代表队来自同济大学生命科学与技术学院、软件学院、医学院、设计创意学院、数学科学学院、国豪书院和化学科学与工程学院七个学院。在今年这样特殊的情况下，同学们在老师的指导下利用课外时间进行了大量的文献调研以及反复讨论最终确定了参赛选题并逐步推进项目。为了能够了解实际生产和理论研究的前沿，同学们线上开展了对相关企业参访，获得第一手资料；也与其他高校iGEM参赛队开展了广泛的合作交流，互通有无；此外，同学们还走进中小学进行科普，将生命科学、合成生物学的理念带入校园。

同济大学本科生院和生命科学与技术学院在整个比赛过程中给予了高度关注与大力支持。生命科学与技术学院成立了由张敬教授、刘琦教授、冷晔副教授、杜昌升教授、项耀祖教授、郭占云教授、王春光教授、吕爱平老师等多位不同研究领域的老师组成的导师团队进行精心指导。在近一年的备赛过程里，队员们进行了往期项目调研、项目选题、软件功能设计、实验设计、人文实践、算法和建模设计，克服重重困难最终取得了较理想的成绩。这是各位同学、老师共同努力所取得的佳绩，也是生命科学与技术学院重视学科交叉，培养创新人才所取得的又一重大成果。

附:

同济大学

生命科学与技术学院：文嘉颖、郭祯翔、叶瑾怡、吕璟瑄

国豪书院（生物强基班）：蔡婧娴、赵珂瑶

化学科学与工程学院：程汇文

医学院：佟国盛

软件学院：方仪

设计创意学院：高培中、杨彦彬

同济大学Software代表队队员名单

生命科学与技术学院：张世越、郑裕龙、李诗雨、周诗璇

软件学院：张子涵、杨鑫、袁枫烨、陈晨

数学科学学院：张佳妮

设计创意学院：李雪琛