连续七年夺金!电子科大在国际基因工程机器设计大赛中再获佳绩

文:权凌 张小丽 高可心 图:金鑫 黄秋韵 / 来源:生命学院 / 2019-11-10 / 点击量:2277

  当地时间11月4日,2019年国际基因工程机器设计大赛(iGEM)在美国波士顿Hynes Convention Center圆满落幕。代表电子科大参赛的实验队(UESTC-China)和软件队(UESTC-Software)从全球44个国家的376支队伍中脱颖而出,凭借“BioMaster2.0”和“An expired drug solution”两个项目,双双获得金牌,软件队还获得了Best Software Project,实验队获得Best Hardware提名奖。

  至此,我校代表队已经创造了连续七年夺金、四次最佳单项奖、六次最佳单项奖提名的成绩。两支队伍用行动向世界展现了成电人自强不息、拼搏向上的奋斗精神。

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  披荆斩棘 砥砺前行

  今年3月,在教务处的大力支持下,来自生命学院、医学院、软件学院、外国语学院、格拉斯哥学院的31名同学加入iGEM校集训队(其中实验队16名,软件队15名),在没有暑假、没有周末的半年内进行了封闭式训练,在教练的带领下如火如荼地开展备赛工作。

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实验队合影

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软件队合影

  作为环境组的参赛队,实验队UESTC-China从解决抗生素耐药性的问题出发,着眼于抗生素污染问题,提出一种过期药品解决方案。方案主要由三个主要部分组成:合成生物学系统、硬件设计以及数学建模。首先,合成生物学的系统以环丙沙星(CIP)为例,由CIP检测质粒、CIP降解质粒以及自杀开关质粒组成。其次,在项目中他们设计了一个过期药品回收箱——Drug Avenger,与合成生物学系统结合实现了检测并降解过期药品的功能。最后是数学建模,首次与人类实践结合建立了装置布点模型,只需要更换关键数据,任何国家/地区都可以使用模型科学合理的投放过期药物回收箱。此外,他们参观了成都市第四净水厂,走访调查连锁药店,并为成都市生活垃圾管理条例草案提供建议。在教育方面,他们针对老年人的教育活动——广场舞歌曲改编激发了各国评委的浓厚兴趣。

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实验队答辩现场               实验队海报讲解

  软件队UESTC-Software继承了2018年的项目BioMster1.0数据库,打造出功能更强、性能更高的一站式生物砖检索数据库——BioMaster2.0。 BioMaster2.0数据库在数据完备性、搜索准确性和用户友好性上做出了重大升级,加入了SBOL可视化设计、未知序列EC编号预测功能,最大程度方便iGEMers检索生物砖元件并设计自己的基因电路。BioMaster2.0设计过程遵循“需求分析-软件实现-测试反馈”的迭代开发模型,无论是在前期确定数据库内容,还是后期优化用户操作流程,项目小组始终围绕用户实际需求,解决现实问题。BioMaster还考虑到数据更新与迁移问题,特意对项目的长期运营、维护进行优化,目前已经应用于中科大及同济参赛软件队的项目设计中,并受到他们的一致好评。在Giant Jamboree现场,许多队伍前来试用BioMaster,对其提供的便利搜索加以赞扬,项目的完善性也让各位裁判十分满意,并表示我校iGEM团队的长期维护与支持对全世界iGEM队伍以及合成生物学家做出了巨大贡献。该项目在Giant Jamboree上获得最佳软件项目。

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软件队项目BioMaster             软件队答辩现场

  功夫不负有心人,在总决赛答辩时,两队队员们将项目设计和项目成果娓娓道来,并信心满满地回答了裁判们的所有提问。在poster展区,裁判们对于两队项目构思、产品功能、wiki、poster设计等方面给予赞赏,队员们也与他们展开了更深入的探讨和技术交流,对于项目中的model及human practices进行了充分的讨论。针对软件队项目进行的人类实践部分,各位裁判也是非常感兴趣,并认为通过同学们的模型指导项目十分有益。实验队在会场还受到了来自Genscript公司的邀请,在镜头前介绍了今年的项目。

  在展示和交流环节中,两队的项目引得来自世界各地的队伍纷纷驻足,其中不乏有苏黎世联邦理工学院、威廉玛丽学院、北京大学等强队。此外,他们也与世界各地的竞赛队伍充分交换想法,汲取专业建议,启发思维,在科研项目设计方面取得了长足进步。

学思结合 寓教于乐 

  在过去的一整个夏天中,除了全身心投入项目,实验队和软件队也精诚合作,一同走进四川科技馆,为来自200多个家庭的小朋友们带去了科普性与趣味性兼具的合成生物学“大冒险”,举办“科普讲堂,启发新思维”“酸碱指示大变脸&画笔涂绘生物世界”“树叶贴画&叶脉书签制作”“科学小剧场——‘环丙沙星事变’”等一系列科普活动,让iGEM与合成生物学在社会活动中走进公众的视野,产生了良好反响。

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“六·一”四川省科技馆主题活动

  此外,软件队员们基于合成生物学的自底向上逐层构建的核心思想创建了一款桌游BioME,并精心设计了合成生物学科普性宣传册。这两类产品在比赛准备中组织的宣讲类活动中均有使用,并受到用户的一致好评。在Giant Jamboree比赛现场,有许多其他团队的成员对BioME颇感兴趣,纷纷组队竞技;负责评判的裁判更是在答辩完之后特意前来试玩并对宣传册大加赞扬,表示这样的辅助教学工具能让更多的人了解到合成生物学及iGEM的应用意义。

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软件队BioME试玩现场

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软件队科普宣传册阅读现场

  而在2019年iGEM Giant Jamboree会场展览中,实验队将精心设计的装置Drug Avenger带到了现场。其中的荧光检测装置凭着可以媲美酶标仪的超高精度给在场评委以及队伍留下了深刻的印象。Drug Avenger是一款集抗生素预处理、浓度检测、降解于一体的硬件装置,并含有配套的水箱用于稀释和排水。它可以配合工程大肠杆菌实现环丙沙星的自动检测与降解,同时其中的暗室和紫外保证了生物安全。该硬件在Giant Jamboree上获得最佳硬件提名奖。

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实验队硬件展示现场

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  国际基因工程机器设计大赛(iGEM)由美国麻省理工学院创办于2003年。比赛涉及生物学、计算机科学、数学等多学科,是以合成生物学为核心的多学科交叉国际级科技竞赛,在合成生物学领域有巨大影响力,其理念在于鼓励大学生积极创新,用创新去改变世界。大赛组委会根据项目前沿性、创造性和完整性颁发金银铜奖牌。同时,大赛还设置了Best Energy Project、Best Education & Public Engagement等单项奖,奖励给某一方面出类拨萃的一个项目。

 


编辑:杨棋凌  / 审核:王晓刚  / 发布者:陈伟