全球金奖🥇×2,来自南科大!

政务   2024-11-08 11:30   广东  



当地时间10月26日,2024年合成生物学领域国际顶级赛事——国际基因工程机器大赛(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)在法国巴黎凡尔赛门会议中心落下帷幕。


南方科技大学的两支队伍与来自麻省理工学院、哈佛大学、牛津大学、清华大学、北京大学等国内外知名学府的400余支顶尖队伍同场竞技角逐,最终脱颖而出,双双取得全球金奖的佳绩!






电合成生物矿工:聚焦长期碳封存





海洋科学与工程系组织的参赛队伍SUSTechOcean由22名本科生组成,分别来自海洋科学与工程系、深港微电子学院、医学院、生物系、力学与航空航天工程系、统计与数据科学系、计算机科学与工程系、生物医学工程系等多个院系。指导教师为张传伦讲席教授、曾芝瑞副教授、王誉泽副教授,郭静老师和陈华慧博士对项目实验和活动开展进行指导。



聚焦大气中二氧化碳的固定与封存


SUSTechOcean团队关注当下的气候变化问题,参赛项目“Electrosynthesis Biomineralizer(电合成生物矿工)”使用合成生物学手段实现了人为设计的碳汇途径,通过生物矿化手段实现长期的碳封存。



团队经过调研选定使用需钠弧菌作为底盘生物,并结合需钠弧菌、聚球藻构建了共培养系统。在这一过程中,采用质粒转化、荧光测量等生物学方法,采取建模模拟的数学方法,综合使用了3D建模、电路设计等技术,形成了完整的项目设计。项目创新性地采用了电合成的设计,通过太阳能驱动希瓦氏菌高效的生成甲酸,并有效地提供了碳源,解决了生物成矿后续的酸化问题,提出了自洽的碳吸收方案。



在项目之外,团队也积极开展了面向公众的科普,前往千林山小学、坪山初中、海南光吉村开展科普调研,并和大鹏海洋图书馆、深圳海洋奇梦馆深入合作。除此之外,还设计了自己的IP、桌游、音乐,创新了科普和公众参与的形式。


指导老师曾芝瑞副教授认为:“此次项目充分发挥海洋学科交叉融合的优势,实验与建模环环相扣,充分展示了团队的协作与科学严谨。这次获奖也将激励更多学生投身科研创新之路。”


这是一场值得尽情享受的“马拉松”


“跨学科的交流沟通”

“思想碰撞带来的惊喜”

“被大家的科研热情所感染”

“我们一起笑着谈起走过的弯路,

一起迫不及待地构想着项目未来的方向。”

......


当团队成员们回顾此次比赛历程时,结识志趣相投的朋友、在交流中拓宽认知和眼界,成为他们最大的收获。也正是这些队伍间、区域间的交流活动,使团队获取经验和反馈,促进了项目的开展和迭代,也支撑着他们在过去7个月的时间里,克服无数困难和挑战。


▲团队成员在展示现场合影


在团队中,与不同背景不同专业的同学分工协作,优势互补,共同成长。硬件组成员周静怡说:“作为非海洋专业的学生,我们在设计硬件的过程中,必须去了解实验组同学的需求,了解一个新的领域,认识新的朋友,学习新的知识。保持对新事物的好奇与探索,是我们最终能够完成项目的关键。”


在交流会上,与其他高校的同学分享沟通,找到问题的关键,突破实验瓶颈。实验组成员冯缘最难忘的阶段是实现工程菌转化:“几乎每天都在经历失败又重来的过程。后来经过与中科大的同学们讨论交流,更换了电转培养基和复苏液,最终获得转化后的需钠弧菌。”在一次次的尝试中,坚持不懈和细心严谨的科研态度在这群年轻的学子身上逐渐显现出来。


▲作品展示现场


团队成员冯缘将iGEM竞赛形容为一场马拉松:“要学会享受过程。很幸运一路上认识了拥有共同热情的队友们,互相帮助,一起抵达终点。凌晨五点的工学院,一次又一次失败的电转、反复‘诈尸’的需钠弧菌、奇奇怪怪的数据、烧焦的锥形瓶……路上不断跌倒又不断爬起,我也在这个过程中愈挫愈勇。”


张传伦教授见证了SUSTechOCEAN团队一路的成长和努力:“他们在2024年不断砥砺奋进,以‘明德求是,日新自强’的标准自我要求,自我突破。我见证了团队面对挫折,战胜困难的成长过程,相信他们每一个人都在这个过程中收获满满。祝贺他们!”


“他们凭借扎实的理论基础和出色的协作能力,在微生物实验设计、生物学建模、硬件设计与搭建、社会实践等方面获得了广泛认可,展现了他们的创造力和科研精神。”王誉泽副教授相信,这一成就将激励更多学子在科学探索的道路上不断前行。





寻找更有效的杀灭铜绿假单胞菌方案





医学院组织的参赛队伍Sustech-Med集结了来自医学院、物理系、统计与数据科学系、生物医学工程系、计算机科学与工程系等不同专业的31位同学,由医学院杨亮教授担任指导老师。这也是团队在该项国际赛事上第二次获得金奖。



基于CBASS系统的铜绿假单胞菌院感治疗策略


院内感染是指患者在医疗机构内接受治疗时获得的一种新发感染,其中,铜绿假单胞菌就是医院感染的常见元凶。Sustech-Med团队的项目“The treatment of Pseudomonas aeruginosa biofilm based on CBASS system engineering”首次验证了CBASS系统可以辅助噬菌体治疗生物膜,为生物膜相关传染病的治疗提供了策略。


基于环状寡核苷酸的抗噬菌体信号系统(CBASS)是一类与动物cGAS-STING先天免疫通路同源的抗噬菌体防御系统。CBASS系统由寡核苷酸环化酶和效应子两部分组成。在噬菌体感染过程中,寡核苷酸环化酶产生信号环状寡核苷酸,效应子被环状寡核苷酸激活,通过膜损伤、DNA降解等方式导致细胞死亡。团队利用IV型分泌系统等多种方式,通过质粒转化将CBASS系统引入铜绿假单胞菌生物膜,利用强毒噬菌体进行感染,达到治疗铜绿假单胞菌的目的。在该项目中,团队采用了几种关键的分子生物学技术来验证使用CBASS系统针对铜绿假单胞菌的生物膜杀灭策略。包括无缝克隆、静态生物膜形成试验、斑块测定以及结晶紫染色等。这些技术构成了该项目方法论的支柱,帮助团队系统地探索CBASS作为抗菌工具的潜力。



这一年,团队围绕噬菌体的相关科学知识,为幼儿园小朋友开设小课堂带领他们认识细菌、噬菌体以及正确的洗手方法。同时,团队还以多种形式开展生物安全主题活动,如发布四格连载漫画、举办南头古城生物安全公益科普展等。


这是一首充满激情的青春赞歌


“大家共同朝着一个方向努力,

真的很振奋人心!”

“即使有过怀疑和不安,

我们也坚持做好所有能做的事。”


当团队组建完成,这群有着共同热爱的人通力合作,合理规划课余时间,在比赛初期详细规划好一年的实验流程并预估潜在变化,如“打怪升级”般完成一项又一项任务。实验组负责模型构建、实验及数据分析,HP组负责开展多种形式的交流活动,美工组负责创意设计,Wiki组负责搭建产品。队长高啟坤表示:“这一年最大的收获是学习了如何规划一个科研项目,提升了组织经验和管理能力。”



“突破”也成为这个团队的关键词。从不轻言放弃,他们总能以不屈不挠的精神去面对所有的挑战。连续参加了两届竞赛的周钰杰说:“我也不断突破自我,尝试在去年参赛过程中怀有遗憾未能完成的想法,也不断尝试参与多团队协作活动的策划。”HP组组员韩蓓思说:“我不仅在专业能力上有了飞跃,更学会了如何将科学研究与社会需求结合,突破学术边界,促进公众对合成生物学的认知。”


尽管每位成员遇到的困难和挑战不尽相同,但他们都获得了来自团队成员和老师的帮助。实验组组员陈瑶在进行part相关工作时,得到了来自上一届团队成员马怀远学长、杨亮老师课题组邓杰师兄和专业课老师梁征宇教授的大力帮助和宝贵建议。“定期的实验组会议以及与师兄、老师们的讨论,总让我们能够理清头绪,并努力将进度推进下去。”实验组组员王笪璐说道。



而这一次的经历,也必将成为团队成长过程中难以忘怀的青春记忆。HP队员张夏菲感叹道:“参与iGEM项目的过程,对我来说是幸福,是幸运,是遗憾与希望共存,是充满激情的青春赞歌。我在这一年的时间里认识不一样的自我,感受合作的魅力。”


全程指导团队完成项目的杨亮教授,是在《医学微生物学》的课堂上与这群同学相遇的:“我在随堂的分组文献报告中发现了临床医学专业学生敏锐的科研思维。在竞赛选题、实验设计、媒体制作等过程中,该队伍都展现出极佳的创新性、逻辑性、完整性,非常注重细节和动手能力,也能虚心接受老师的指导,他们是一支非常优秀的队伍。”


希望南科学子
带着热爱与坚持不懈的精神
继续披荆斩棘,奋发向前

再次祝贺获奖团队!



END
编辑:黄  泳
一审:廖文靖
二审:赵琦睿、刘敏华
三审:郭建华
四审:刘  昊

来源:南方科技大学





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