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北京大学iGEM团队在国际大赛中取得优异成绩

 

美国东部时间20171113日下午,在波士顿Hynes会议中心举办的国际基因工程机器大赛(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)中,北京大学代表队(Peking)从来自全球的300多支队伍中脱颖而出,获得最佳信息处理项目奖提名(Nominated Best Information Processing Project),并取得金牌。

 

国际基因工程机器大赛(iGEM)起源于2003年,最初由美国麻省理工学院(MIT)主办,现已发展成为国际上合成生物学领域顶尖的大学生科技赛事,其中涉及到生物、物理、化学、信息、电子等多学科交叉内容。北京大学自2007年开始参加该项赛事,在既往十年内多次取得优异的成绩——2007年首次参赛,北京大学代表队便取得世界第一名的优异成绩;2010年,北京大学取得世界第二名的好成绩。

 

 

 2017北大iGEM团队参赛队员合影


北京大学iGEM十余年来坚持一贯传统,不论是学术项目的讨论,设计与实验验证,还是整个比赛的各个环节,如实验室统筹、经费申请与管理、比赛行程安排、项目包装与展示、网站搭建等,均主要由队伍内本科生独立完成。这给予本科生充分的主观能动性,最大程度地培训和锻炼了学生的科研思维以及多方面的综合能力。2017年北大iGEM团队由包括来自于生命科学学院、基础医学院、工学院、药学院以及信息科学技术学院的13名在校本科生组成。

 

今年北大iGEM团队利用合成生物学手段,提出了一套在细菌内搭建遗传时序逻辑线路,使细菌能够自动按顺序执行对应功能的设计框架。北大iGEM团队充分借鉴数字理论中时序逻辑的概念在生物系统内,对应设计了其三个基本组成部分——时钟(Clock),分频器(Frequency Divider),解释器(Interpreter)。其中,时钟的实现利用了合成生物学经典工作之一Repressilator,通过周期性产生的输入信号来协调系统工作、驱动细胞状态和功能的自动转换;分频器基于重组酶(Recombinase)和重组酶-RDFRecombination Directionality Factor)融合蛋白的共同作用,完成了细胞状态的记忆与循环转换;解释器利用生物学基本元件(启动子、终止子等)与重组酶作用位点的特定设计,将细胞的状态转化为特定功能。通过实验以及理论分析,北大iGEM证明了该设计的可行性,实现了利用重组酶来多次改变细胞的功能。本项目基于合成生物学对于生命体系的理性设计和构建,试图拓展基因线路中“时间”这一新的维度,探索了人工设计细胞自动化执行程序的可能性。

 

 

项目设计框架

此外,今年北大iGEM团队还建立了世界上第一个合成生物学维基百科(SynbioWiki.com),它包含了维基百科(Wikipedia)基本的搜索、开放编辑等特征,其目标是建成按照合成生物学思维组织的,多学科视角下的知识集合,以及以此为基础的开放的知识社区,为全世界合成生物学工作者以及iGEM参赛选手们提供了一个集成而精准的交流平台。SynbioWiki也将作为北大iGEM团队的长期项目一直运营下去。

 

通过参与iGEM,北大学子不仅在世界舞台上展示了自己的风采,同时也与来自世界各国各高校的优秀学子进行了深入的交流和探讨。通过比赛的高强度训练,同学们卓有成效地提高了自己的科研素质、意志品质,对自己的能力进行了全方位的锻炼。 

 

 

 赛场项目报告

 

 

为评委讲解项目

 

本年度北京大学iGEM团队的指导老师是:北京大学定量生物学中心欧阳颀教授,中国科学院微生物研究所娄春波研究员,生科科学联合中心张浩千博士,生命科学联合中心博士研究生张益豪。

 

 

 

 

2017北大iGEM团队由在校本科生组成