【身边交大人】让梦想照进现实——记蝉联国际遗传工程机械大赛金奖团队-江苏快三彩票-河北快3网址
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【身边交大人】让梦想照进现实

——记蝉联国际遗传工程机械大赛金奖团队

来源:交大新闻网 日期 2019-12-31 14:35 点击:

在2019年国际遗传工程机器大赛上,从来自全球的375支参赛队伍中脱颖而出,蝉联金奖;用短短十个月时间,实现了柠檬烯和芳樟醇两种气味分子的光控选择性合成;融合科技创新与人文关怀,关注环境保护与生态安全;汇聚化生、微电子、计算机等专业的优秀学子,这只队伍近期吸引了太多人的目光。他们就是2019-XJTU-iGEM团队,立志使用合成生物学知识,造福失眠人群。

灵感迸发,勇夺金奖

2019-XJTU-iGEM团队斩获金奖的项目是“构建一种改善睡眠问题的气味生物合成系统及其发生装置,”其本质是一个细菌香氛发生装置,用细菌来产生两种具有香气的物质--柠檬烯和芳樟醇。柠檬烯具有柠檬的味道,在清晨会令人神清气爽;芳樟醇具有薰衣草的味道,在夜晚可以使人安神入梦,从而改善困扰人们的睡眠问题。如何控制装置使两种特定的物质分别在特定的时间产生呢?团队创造性地采用了温控和光控的发生装置,来准确控制两种物质的发生。

虽然项目的工作原理并不复杂,但运用简单的生物知识解决现实问题更需要持之以恒的坚守和灵感的迸发。

在项目的前期阶段,团队成员做了大量的调研和准备工作,包括查阅大量相关文献,发放调查问卷,请教多位睡眠研究专家,走访合成生物技术有关企业机构,和医学部的老师交流等,经过无数次的头脑风暴,才最终确定了构建工程菌生产柠檬烯与芳樟醇,并通过基因开关调控释放的实现路径。

选择以柠檬烯与芳樟醇作为工程菌的产生物质大有研究,这是团队综合考察后的结果。负责实验设计与操作的杨军同学介绍:“这两种物质的合成通路只有最后一步不同,在构造的时候相对方便。我们之前也试过薄荷中的某种物质,但是它的合成通路较为复杂,而且很难找到与之相对的、可以安神的物质。我们的这一选择是经过大量前期比对之后才确定下来的结果。”除了基于实验的考虑外,团队通过多次企业走访和社会调研,也确立了选择柠檬烯和芳樟醇的实际生产优势。通过气味辅助睡眠的传统方式是使用精油或香薰,但在考察了企业生产环节后,团队发现了使用生物“生”香的突出优势。首先,传统的精油提取需要大量的原材料,而且受限于花期,无法保证稳定的产量。而细菌则能在短时间之内大量增殖,产量更好;其次,香薰和精油在化学制作过程中可能会产生废气,造成环境污染。而我们用生物发生香氛装置,就能创造更大的社会效益。

科研、竞赛,其乐无穷

从开始考察调研,到着手实验设计,再到最后前往美国与其他参赛队伍同台竞技。2019-XJTU-iGEM团队的准备过程只有短短的八个月,在这八个月里,团队队员们既要保证课程的学习进度,还要时刻跟进实验过程,不断提出创新方案改进实验,其中的艰辛可想而知,然而他们却并不感到整个过程枯燥无味,反而乐在其中。

张阳讲述了备赛中的一件小事:“在实验中我负责的是实践宣传工作,但是我也会参加到实验中去,记得有一次在实验时,一个同学不慎打碎了用以工程菌培养的器皿,不知道是不是幻觉,大家真的就闻到了柠檬的味道,这些真的是书本上的实验没有的状况。”在实验阶段,大家观察到的是课堂中未曾学到的奇妙现象,收获新知,妙趣无穷。在准备比赛的过程中大家体会到的是动手操作、步步臻于完美的激动;在面对困难时,大家感受到的是各自提出解决方案、伙伴间相互帮忙的温馨与热情。整个备赛过程充满意义,彼此之间更加熟悉,收获成果的同时也收获了友谊。

国际遗传工程机器大赛既是展示的平台,更是借鉴学习的机会。队长许萌萌提到,在比赛过程中遇到的一支叫做GreatBay(大湾区)的队伍,引发了他们的许多思考。这只队伍是由深圳地区蓝晶实验室的高中生组成,虽然年轻但却足以代表同组中的顶尖水平。他们的项目是编织蜘蛛侠战衣,主要是用细菌产生蛛丝蛋白,然后用荧光蛋白和其他合成染料染色,再用相应设备去织布,做成一件蜘蛛侠战衣。“他们身上敢于创新、敢于实践的可贵品质给我们留下了深刻印象。”

精雕细琢,未来可期

XJTU-iGEM团队的视野不止于获奖。虽然已获得国际大奖的肯定,但目前的项目成果只能算是初具雏形,离投入市场还有很远的距离,对于这一点,团队有着理性且长远的认识。“我们目前只是初步完成了项目,证实了内部开关的调控作用和柠檬烯、芳樟醇的生产效果。至于能否改善睡眠,目前只是实现了预防和辅助的作用,而不是起到药物作用。”队长许萌萌谦逊地说道。

在谈及对于该项目未来的打算时,大家表示这个项目现在还需要进一步完善,在合成生物学领域,一项成果投入实际应用将面临重重障碍。对于XJTU-iGEM团队研制的“气味合成系统”而言,这些障碍包括生物安全的问题,菌种灵敏度较低,发生装置培养液的容量过小,酶活性偏低导致的柠檬烯与芳樟醇产量偏低等等。这些障碍都是阻碍“气味合成系统”走出实验室,走向市场的拦路虎,但团队并不打算就此放弃,言及未来,他们信心满满。他们准备继续完善成果,立志使该产品真正能够起到改善人们睡眠的作用。队长说:“我们想让它能够达到家用水平,比如你在办公的时候,让它产生柠檬烯,提高工作效率。回家的时候,产生芳樟醇,舒缓情绪,或者作为空气清新剂的作用。实际上,我们目前的目标并不是实现它全部的功能,在一个大的项目中,我们只要把一个小的点做到细致、透彻就很好了。”

因为热爱和坚持,所以成就XJTU-iGEM;因为努力和梦想,所以金奖铺路。

文字:记者团 张霄 程莫然 孙涵卓
编辑:彭碧仙

 
 
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