北京时间2021年11月14日晚,2021年国际基因工程机器大赛 (iGEM)结果公布,我校iGEM团队以宠物肠道炎症检测 (P.E.T: Pets’ Enteric Test)为主题的项目斩获全球金奖,这也是我校第八次斩获全球金奖。
iGEM是基于合成生物学为主,工程学,信息学等学科交叉融合的比赛。HZAU-China团队今年实现了单项奖零的突破,其项目的数模部分荣获 “Best Model”奖项(图二),团队跻身研究生组(OVERGRAD)iGEM TOP 10行列,同时也获得了“Best Diagnostics Project”、“Best New Composite Part”、“Best Education”、 “Best Model”、 “Best Measurement”、 “Best Part Collection”六项单项奖提名。华中农业大学iGEM团队是多学科交叉的团队,分为实验组,Model组,HP组和Wiki组,其队员是来自6个学院的25名学生,信息学院多名学子参与其中。指导老师为信息学院马彬广教授、生命科学技术学院何进教授、王璕副教授。信息学院王晓聪老师为团队数模工作的开展提供了服务器计算资源。
本届大赛,我校团队以检测宠物肠道肠炎为目标,利用合成生物学的方法,构建了具有检测、报告肠道炎症、缓解症状功能,且有良好安全性的工程大肠杆菌。这将为宠物肠道治疗提供了一种无仪器化的检测手段。
炎症性肠病,简称IBD,是一种特殊的慢性肠道炎症性疾病。根据相关文献显示,在猫、狗等哺乳动物中,伴随着对共生菌群和或食物类抗原等的不耐受,多数猫狗易患上慢性肠道炎症。但由于宠物主人对宠物异常发现不及时,疾病检测不到位,慢性肠病最终演变为急性肠炎,甚至是癌症。因此,我校团队针对此痛点展开研究,检索大量的文献资料,挑选出最适合检测肠炎发生所伴随的标志物的双组分系统,并通过巧妙的逻辑门设计,增强双组分系统的检测效果,使得针对肠炎的判断更准确灵敏。
据悉,本次项目的灵感来源于团队的一次头脑风暴,一位来自动科动医的队员结合自己家的宠物和所学专业知识,提出宠物肠道炎症常隐而不发,检测手段复杂,可以尝试使用生物的方法去检测。以此为契机,团队针对这一好的想法进行深入研究,最终形成了今年的项目。
值得一提的是,参赛团队中有7名成员来自信息学院,除2名成员在实验组和Wiki组外,其余5名成员均在荣获 “Best Model”奖的Model组(Model组总共7名成员)。Model组与实验组相互配合,着眼于项目中检测功能的预测与拓展,利用常微分方程模拟实验所得的检测结果,然后进一步预测不同逻辑设计下的检测结果,给出最优的逻辑设计应用到项目设计中。为了尝试解释实验中遇到的偶然发现,在成员们查阅资料后,提出两种假设,并在原有的模型基础上建立修正的模型。
利用分子模型,描述突变体与底物分子对接的情况,以此支撑使用突变体来拓展项目应用场景。
指导老师马彬广教授赛后总结道:“今年的参赛项目除了获得金奖外,还获得了6项最佳提名,并最终获得研究生组top10和最佳模型奖,是我校自2013年参赛以来的最好成绩,是历史性的突破。作为一直以来的指导老师,我最大的感受是,今年的项目完成度很高,同学们在竞赛各环节中的综合表现非常优秀。特别是今年的建模工作,与实验工作环环相扣,契合得非常好,获得最佳模型乃实至名归。”
作为iGEM队长之一,信息学院生物信息学1901班孙元辉说到:得知获得提名(Nomination)的时候是非常高兴的,最终结果尘埃落定的时候悬着的心也放下了。Best Model及其提名是对我们今年工作的肯定。兴奋之余,总结工作而言,数模组的工作是建立有效的模型,实现对复杂设计的预测。在今年的项目中,数模组的工作是中规中矩中,闪烁出一丝创造的火花。灵感来源于偶然发现的实验结果,模型结果便来源于队员们的大胆尝试,勇于探索。我想,敢于探索,勇于尝试,不惧于失败,是对今年工作最好的总结。虽然今年的比赛已经结束,但团队的征程不止于此,作为HZAU-China的iGEMers将不止步于过去,不止步于现有的成绩,我们遥想未来。”
据悉,国际基因工程机器设计竞赛(iGEM)由美国麻省理工学院创办,是全球生物技术前沿领域合成生物学的顶级大学生科技赛事。参赛队需要利用标准生物模块来构建基因回路、建立有效的数学模型,实现对精致复杂人工生物系统的预测、操纵和测量,并通过实践,现场答辩和网页展示等以完成比赛。本次大赛共有来自全球各地的343个团队参赛,大赛最终评选出金奖169个,银奖101个和铜奖50个。
在得知取得好成绩后,很多成员也有话想说:
生信1902陈再洋:
还记得,随着结果的揭晓,第一反应是欢呼,第二反应是听到了同伴的欢呼。欢呼是为了结果,今年HZAU-China团队的成绩无疑是璀璨的,我们拿到了金奖,我们拿到了从未有过的单项奖—Best Model,我们是TOP10,我们收获了六项提名。我们的成绩是璀璨的,我们为自己欢呼。随着欢呼而来的,还有心安,为我们这一年来的那些努力,为那些几乎没间断过的组会,为大家一起留的那些汗水。我们最终的结果,对得起自己在这一年来的付出,在iGEM,我们付出了很多,也收获了最有意义的一年。回首过去,数模组的任务是建立有效的模型,完成实验组无法完成的工作。这一年来,我们与实验组积极沟通,相辅相成,我们大胆尝试,勇于登攀。我们也曾面临困难,求助于茫茫文献,也曾熬夜攻坚,为目标而不懈努力。我想,勇敢与坚持是我们最大的底牌。展望未来,我们深知站在了巨人的肩膀上,我们也深信未来的HZAU-China必将更加辉煌。
生信1902吴子云:
今年我们做得比较扎实,基本每个模块的实验都有不错的结果,整体的实验进度也比较顺利;数模也做得比较完善,和实验能相互映证;HP更是从定题以来,做了很多丰富的工作;wiki今年也做得比较动态。总而言之,今年对于我们而言也是一次突破,所有组的所有小伙伴,大家都辛苦了!
生信2001肖旖旎:
我很高兴今年和队友一起取得了很好成绩,在完成我们今年数模部分的过程中,我也遇到了很多困难,但同队友的交流和讨论中我们作为一个团队一起解决了他们,希望明年我能够和我们的团队一起走的更远!
生信2001李梓悦:
在iGEM的这一年里,我不仅结识了许多优秀的学长学姐,更在接触到课外内容的同时拓展了自己在本专业方面的视野,对今后的规划有了更清晰的认识。也欢迎各位学弟学妹们勇于挑战自我,投身到iGEM竞赛中来,与我们一同成长进步!
生信2001韩俊敏:
今年的iGEM可谓是实现了历史上的0突破,这个好成绩的背后是很多人的努力,从一开始的头脑风暴到最后的WikiFree实验室亮了一昼夜的灯,都是所有队员们全力以赴的付出和突破,很高兴能在这一年里与iGEM所有队员一起奋斗,也祝愿iGEM越来越好!
生信2002张玉:
精确的对接,开启了微观的曼妙
变换的语句,拟合出生命的色彩
团队的协作,挑战了知识的山峰
不懈的探索,体悟出科学的奥秘
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