北京时间2023年11月2日至11月5日，国际基因工程机器大赛（International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM）总决赛举行。本次大赛北京大学代表队（Peking）从来自全球的400多支队伍中脱颖而出，再次斩获金奖。

本届iGEM队伍答辩后合影

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赛事。iGEM Grand Jamboree也已发展成为合成生物学界一年一度的盛会。北京大学自2007年开始参加该赛事，十余年来取得了最终大奖（Grand Prize）、十余枚金牌、多个单项奖和赛道最佳等优异成绩。

iGEM Grand Jamboree 现场交流

2023年北京大学iGEM团队经过选拔和培训，最终由来自生命科学学院、基础医学院、物理学院、信息科学技术学院、药学院的14名在校本科生组成。本科生独立策划、自主开展科研项目是北京大学iGEM队伍的优良传统。从前期的队员选拔、头脑风暴、课题确定到中期的实验设计、经费管理、实验室运转、行业专家咨询，再到后期的行程安排、项目展示等，均由队内本科生独立完成。这全方位锻炼了本科生的独立科研能力、创新思维、领导力、沟通能力等综合素质以及坚韧不拔的意志品质，为他们成为各行各业领军人才积累了宝贵经验。

本届北京大学iGEM队伍学生成员名单

本届北京大学iGEM队伍合影

今年，北京大学iGEM利用合成生物学思想和基因工程手段设计并构建了一种靶向胰腺癌的肿瘤工程菌。胰腺癌因其恶性程度高、预后差，被称作“癌症之王”。目前的治疗方法远不能令人满意，胰腺癌的生存率在过去10年间没有明显提高。在新兴疗法中，细菌疗法引起了本届iGEM队伍的兴趣。为了构建一个安全有效的菌株，他们在大肠杆菌Nissel菌株（EcN）中构建了一个以低氧和高乳酸为条件的类与门启动子。不同与以往的设计，该启动子采用了多聚抑制因子控制的启动子环化封存逻辑，从而降低了转化元件的数量、减轻细胞负担；同时，他们对该启动子进行了系统的突变表征和基于机器学习和统计物理的混合建模，以提高对胰腺癌微环境的靶向性。此外，他们将声学报告系统基因ARG转入到EcN中，产生超声可检测的囊泡，以提供癌症的位置信息并加强其他治疗。最后，他们还建立了多房室模型来模拟工程菌的在体内的循环和稳态分布情况。

本届北京大学iGEM项目设计图

在社会实践（human practice）方面，本届iGEM队伍大开脑洞，围绕合成生物学和生死教育，开展了访谈、交流以及讲座等多样活动。他们的足迹踏遍全国13个省，不仅宣讲了合成生物学的工程化生命科学新理念，更重要的是，把如何面对死亡和重大变故、如何看待和度过逆境等重要人生问题以科学、系统的方式传递给了近百余名听众。（详情可参阅本届队伍Wiki: https://2023.igem.wiki/peking/）

本次北京大学iGEM队伍的指导老师是北京大学定量生物学中心钱珑老师和生命科学学院王青松老师。特别感谢提供经费支持的北京大学生命科学学院和北京大学医学部。本项目电镜相关工作在北京大学生命科学学院公共仪器中心完成，感谢刘轶群老师在样品制备及测试分析等工作中的帮助。感谢iGEM Peking 2023项目进行过程中在实验材料、实验方法以及社会实践中提供帮助的所有老师、同学和企业。