近日，香港科技大学（广州）代表团队Coral Cola在2024国际基因工程机器大赛（International Genetically Engineered Machine Competition, 简称iGEM）中斩获金牌，并获最佳新基础部件（Best New Basic Part）提名奖。
这支队伍由15名大二本科生组成，由系统枢纽生命科学与生物医学工程学域助理教授林桥津老师发起/统筹指导。队伍亮相国际赛事舞台，首次参赛即斩获金奖，实现了我校参加iGEM从0到1的突破。
团队参赛项目如何确定？团队成员在项目执行过程中如何合理分工？老师都给予了哪些科学指导？跨学科的知识如何应用到项目中？港科大（广州）本科生采取大类培养的模式对学生参与竞赛都有哪些帮助······
本期邀请了指导老师林桥津为我们揭秘iGEM夺冠背后的故事。
本次获奖的团队参赛项目的选题是如何确定的？如何评价团队项目的创新性与实际应用价值？
团队的参赛项目聚焦于研发一种创新的珊瑚“防晒霜”。队员们利用基因工程技术，为珊瑚礁表面的微生物巧妙植入了光和热感受器。这些微生物在晴朗天气下，一旦感知到强烈阳光和海水温度的上升，便会大量合成一种源自海葵的蓝色色素蛋白。这种色素蛋白能够有效减少直接照射至珊瑚内部的阳光量，从而为对光热极为敏感的珊瑚提供了一道坚实的防护屏障。
自组队完成后，从今年2月起，我们便在每周四晚上开会，熟悉比赛规则、讨论选题，并规划任务和分工。团队成员从个人兴趣出发，通过“头脑风暴”的方式，激发了许多富有创意的课题构想，其中包括队长徐画提出的“夜光蚊子”等共计20多个精彩的题目。在接下来的两个月里，每个课题的提案人投入了大量时间进行文献查阅与小组讨论，学习更多理论知识，逐步将初步想法转化为更加具体的实施方案；其余成员则参与评估项目的可行性、创新性以及社会价值。最终通过投票方式，我们确定了将当前这一既具环保意义又富含地域特色的珊瑚保护项目作为参赛选题。
通过这个课题，同学们深刻认识到，全球气候变化导致的珊瑚白化现象正日益严峻，这不仅对海洋生物多样性构成了巨大威胁，也对沿海地区的经济与生态平衡产生了深远影响。我们所在的南沙区紧邻大海，这一选题来源于同学们对当地环境的关心，也展示了大家对从事全球海洋保护事业的决心。通过深入采访与实地调研，团队成员发现，当前利用合成生物学手段进行海洋生态保护的研究尚属稀缺。这一发现进一步激发了他们的研究热情与使命感，使他们更加坚定地致力于运用所学知识，为保护珊瑚礁探索出一种全新的生物技术解决方案。值得一提的是，团队为此设计的生物元件也获得了Best New Basic Part（最佳新基本生物元件）的提名奖，这也是对我们项目的原创性和科学价值的肯定。
您在项目开展过程中提供了哪些科学指导？团队成员在项目执行过程中如何合理分工？
在项目开展过程中，我更多地是以“聆听者”而非“主讲人”的身份出现。队员们展现出了极高的自主学习热情，他们通过查阅科学文献、浏览社交媒体、利用AI工具等多种途径，主动获取项目所需的理论知识和方法技能。此外，他们还通过队员间相互答疑解惑、求助学长学姐、咨询校内外专家以及实地走访渔民和水族馆工作人员等方式获取信息。当团队遇到难题时，我会向团队分享过往经验和办法技巧，同时鼓励大家勇于探索新方法。实践证明，同学们的奇思妙想往往能带来更多惊喜的突破，有时甚至比我所熟知的方法更胜一筹。
15人的团队根据比赛任务的要求，分为了6个专业小组，包括了湿实验组、数学建模组、Human Practices（HP，人类社会实践）组、科普教育组、wiki（网页）组和新媒体组，每个组有1-2名组长，负责小组内的沟通协调和任务分配，确保小组工作能够高效完成。大部分同学都参与了不止一个小组的任务，例如，HP组的组长赖斯和科普教育组的组长申洲安，在肩负各自小组领导职责的同时，也积极地作为组员参与了湿实验组的工作。这种跨小组的参与方式不仅锻炼了他们的领导才能，还让他们学会了如何有效地支持和帮助其他团队成员，促进了团队内部的知识共享和技能互补。
团队如何将跨学科的知识应用到项目中？您认为在科研项目中，团队合作最重要的因素是什么？
区别于传统的学科竞赛，iGEM本身就是一个重视多学科融合的综合性比赛。首先，团队会进行充分的社会调查和实践活动，收集课题的可行性、实用性及行业现状数据。随后，这些信息被融入生物实验和数学建模的设计与实施中，形成engineering cycles（工程闭环），并经过多次迭代优化成品的设计。最后，所有成果用Team Wiki网页形式记录与呈现。因此，完成一个iGEM项目需要运用生物学、工程学、数学、计算机科学、人文社科、新媒体技术、创业技能等跨学科知识，强调队员们需发挥观察力、自主学习能力和资源发掘能力，确保多学科知识得以有效整合与应用。
Coral Cola项目展示网页截图
在科研项目中，团队合作最重要的因素是沟通和协作。由于队员人数较多且任务复杂，因此需要明确的分工和及时的进度更新与反馈，从而消除队员之间的信息差。无论是日常出勤管理，还是策划大型科普讲座，保持成员间的无障碍沟通都是项目成功的关键。
本次参与竞赛的学生还未分专业，对非生物医学专业出身的他们来说，遇到过哪些挑战和困难？您是如何引导他们克服这些挑战的？
所有参赛队员都是大一下学期加入队伍的，除了少数队员高中阶段参加过生物奥赛或者选修过春季开设的《普通生物学》课程外，大部分队员的生物学知识停留在高中课本阶段，确实面临着专业知识技能欠缺的问题。一开始我和其他老师也有过这样的担心，一度建议同学们推迟一年正式参赛。但“初生牛犊不怕虎”，同学们怀着对比赛的极大热情，用实际行动克服困难，也给了我满满的信心。队员们主动邀请BSBE、SMMG、EOAS等学域的老师和学长学姐们开设研讨会和工作坊，为同学们讲授专业知识、分享实验技能。在此我也代表团队对各位老师和同学的支持表示衷心的感谢！队员们也走出校园，拜访了清水湾校园的海洋实验室、广州海洋实验室、中国科学院南海海洋研究所等从事海洋生物学研究的科研人员，请教海洋生物养殖和实验技术。
港科大（广州）本科生采用大类培养的模式，您觉得这样的培养模式对学生参与竞赛都有哪些帮助？
我校采用的大类培养鼓励学生跨学科学习，这为团队成员构建了一个宽广的知识基础，这恰恰是竞赛项目所需要的。在这种培养模式下，每位团队成员都能根据个人兴趣和职业规划选择课程，因此他们的专长和擅长的领域也各不相同。比如，Wiki组长刘博文、数学建模组长刘丹晨、科普教育组员彭瑛文，分别在网页搭建、大语言模型训练、科学绘图领域有非常突出的表现。这种多样化的技能组合使得团队成员在面对竞赛挑战时，能够从多个角度思考问题，调动各自的人脉和资源，共同攻克难关。正是这样的多样化使得队员间可以相互学习、取长补短。
在这过程中，我也从同学们身上学到了很多新知识。让我印象最深刻的是，同学们介绍了各种有趣和实用的AI工具，仿佛为我打开了一个全新的世界。
您认为本次竞赛，对参赛学生在未来专业与研究方向的选择上会有哪些帮助？
通过本次竞赛，同学们对合成生物学与生态保护有了更深入的理解，他们不仅丰富了理论知识，更在实践中亲身感受到了跨学科学习的独特魅力。同学们亲眼见证了如何巧妙融合不同的专业知识来解决实际问题。相信这些宝贵的经验将成为同学们未来在选择专业和研究方向时的重要指引，帮助他们更加清晰地确定自己的兴趣所在和职业目标。
作为指导老师，您对想参加科研竞赛的同学有哪些建议？
对还在犹豫自身是否适合参与科研项目或竞赛同学们，我想说：科学研究是一件非常有趣和炫酷的事情，它不仅仅是一次学术探索，更是一次自我挑战和成长的旅程。如果你感到好奇，不妨勇敢地尝试！
我本科阶段在清水湾学习时，作为队员和顾问参与了两届iGEM比赛以及四个学期的本科生研究计划（UROP）。这些宝贵的科研经历不仅让我更加坚定了自己今后的科研道路，还让我发掘了最感兴趣的研究领域——分子神经生物学，这也是我们课题组目前聚焦的研究方向。
科研训练或许不在你现在的“舒适圈”中，它需要我们打破常规的课程学习和生活模式，去挑战未知、探索未知。但正是这样的挑战，让我们有机会发现那些“隐藏款”的惊喜。或许你会在实验中偶然发现一个新的现象，或许你会在阅读文献时突然灵光一闪，这些都可能成为你科研生涯中的转折点。
如果你决定抓住学校为本科生提供的各种科研机会，那么我希望你能全身心投入其中。不要害怕失败，主动与老师和同学交流，共同探讨解决科学问题的方法。
科研是一场马拉松，而不是短跑。它需要我们保持持久的热情和耐心，不断积累知识和经验。
最后，祝所有同学在科研道路上所愿皆所得，成就更好的自己！
林桥津博士
●香港科技大学（广州）生命科学与生物医学工程学域助理教授
●香港科技大学脑与智能研究所助理教授
BSBE
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