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連續七年奪金!電子科大在國際基因工程機器設計大賽中再獲佳績

文:權凌 張小麗 高可心 圖:金鑫 黃秋韻 / 來源:生命學院 / 2019-11-10 / 點擊量:1440

  當地時間11月4日,2019年國際基因工程機器設計大賽(iGEM)在美國波士頓Hynes Convention Center圓滿落幕。代表電子科大參賽的實驗隊(UESTC-China)和軟件隊(UESTC-Software)從全球44個國家的376支隊伍中脫穎而出,憑借“BioMaster2.0”和“An expired drug solution”兩個項目,雙雙獲得金牌,軟件隊還獲得了Best Software Project,實驗隊獲得Best Hardware提名獎。

  至此,我校代表隊已經創造了連續七年奪金、四次最佳單項獎、六次最佳單項獎提名的成績。兩支隊伍用行動向世界展現了成電人自強不息、拼搏向上的奮斗精神。

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  披荊斬棘 砥礪前行

  今年3月,在教務處的大力支持下,來自生命學院、醫學院、軟件學院、外國語學院、格拉斯哥學院的31名同學加入iGEM校集訓隊(其中實驗隊16名,軟件隊15名),在沒有暑假、沒有周末的半年內進行了封閉式訓練,在教練的帶領下如火如荼地開展備賽工作。

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實驗隊合影

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軟件隊合影

  作為環境組的參賽隊,實驗隊UESTC-China從解決抗生素耐藥性的問題出發,著眼于抗生素污染問題,提出一種過期藥品解決方案。方案主要由三個主要部分組成:合成生物學系統、硬件設計以及數學建模。首先,合成生物學的系統以環丙沙星(CIP)為例,由CIP檢測質粒、CIP降解質粒以及自殺開關質粒組成。其次,在項目中他們設計了一個過期藥品回收箱——Drug Avenger,與合成生物學系統結合實現了檢測并降解過期藥品的功能。最后是數學建模,首次與人類實踐結合建立了裝置布點模型,只需要更換關鍵數據,任何國家/地區都可以使用模型科學合理的投放過期藥物回收箱。此外,他們參觀了成都市第四凈水廠,走訪調查連鎖藥店,并為成都市生活垃圾管理條例草案提供建議。在教育方面,他們針對老年人的教育活動——廣場舞歌曲改編激發了各國評委的濃厚興趣。

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實驗隊答辯現場               實驗隊海報講解

  軟件隊UESTC-Software繼承了2018年的項目BioMster1.0數據庫,打造出功能更強、性能更高的一站式生物磚檢索數據庫——BioMaster2.0。 BioMaster2.0數據庫在數據完備性、搜索準確性和用戶友好性上做出了重大升級,加入了SBOL可視化設計、未知序列EC編號預測功能,最大程度方便iGEMers檢索生物磚元件并設計自己的基因電路。BioMaster2.0設計過程遵循“需求分析-軟件實現-測試反饋”的迭代開發模型,無論是在前期確定數據庫內容,還是后期優化用戶操作流程,項目小組始終圍繞用戶實際需求,解決現實問題。BioMaster還考慮到數據更新與遷移問題,特意對項目的長期運營、維護進行優化,目前已經應用于中科大及同濟參賽軟件隊的項目設計中,并受到他們的一致好評。在Giant Jamboree現場,許多隊伍前來試用BioMaster,對其提供的便利搜索加以贊揚,項目的完善性也讓各位裁判十分滿意,并表示我校iGEM團隊的長期維護與支持對全世界iGEM隊伍以及合成生物學家做出了巨大貢獻。該項目在Giant Jamboree上獲得最佳軟件項目。

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軟件隊項目BioMaster             軟件隊答辯現場

  功夫不負有心人,在總決賽答辯時,兩隊隊員們將項目設計和項目成果娓娓道來,并信心滿滿地回答了裁判們的所有提問。在poster展區,裁判們對于兩隊項目構思、產品功能、wiki、poster設計等方面給予贊賞,隊員們也與他們展開了更深入的探討和技術交流,對于項目中的model及human practices進行了充分的討論。針對軟件隊項目進行的人類實踐部分,各位裁判也是非常感興趣,并認為通過同學們的模型指導項目十分有益。實驗隊在會場還受到了來自Genscript公司的邀請,在鏡頭前介紹了今年的項目。

  在展示和交流環節中,兩隊的項目引得來自世界各地的隊伍紛紛駐足,其中不乏有蘇黎世聯邦理工學院、威廉瑪麗學院、北京大學等強隊。此外,他們也與世界各地的競賽隊伍充分交換想法,汲取專業建議,啟發思維,在科研項目設計方面取得了長足進步。

學思結合 寓教于樂 

  在過去的一整個夏天中,除了全身心投入項目,實驗隊和軟件隊也精誠合作,一同走進四川科技館,為來自200多個家庭的小朋友們帶去了科普性與趣味性兼具的合成生物學“大冒險”,舉辦“科普講堂,啟發新思維”“酸堿指示大變臉&畫筆涂繪生物世界”“樹葉貼畫&葉脈書簽制作”“科學小劇場——‘環丙沙星事變’”等一系列科普活動,讓iGEM與合成生物學在社會活動中走進公眾的視野,產生了良好反響。

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“六·一”四川省科技館主題活動

  此外,軟件隊員們基于合成生物學的自底向上逐層構建的核心思想創建了一款桌游BioME,并精心設計了合成生物學科普性宣傳冊。這兩類產品在比賽準備中組織的宣講類活動中均有使用,并受到用戶的一致好評。在Giant Jamboree比賽現場,有許多其他團隊的成員對BioME頗感興趣,紛紛組隊競技;負責評判的裁判更是在答辯完之后特意前來試玩并對宣傳冊大加贊揚,表示這樣的輔助教學工具能讓更多的人了解到合成生物學及iGEM的應用意義。

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軟件隊BioME試玩現場

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軟件隊科普宣傳冊閱讀現場

  而在2019年iGEM?Giant?Jamboree會場展覽中,實驗隊將精心設計的裝置Drug Avenger帶到了現場。其中的熒光檢測裝置憑著可以媲美酶標儀的超高精度給在場評委以及隊伍留下了深刻的印象。Drug Avenger是一款集抗生素預處理、濃度檢測、降解于一體的硬件裝置,并含有配套的水箱用于稀釋和排水。它可以配合工程大腸桿菌實現環丙沙星的自動檢測與降解,同時其中的暗室和紫外保證了生物安全。該硬件在Giant Jamboree上獲得最佳硬件提名獎。

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實驗隊硬件展示現場

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  國際基因工程機器設計大賽(iGEM)由美國麻省理工學院創辦于2003年。比賽涉及生物學、計算機科學、數學等多學科,是以合成生物學為核心的多學科交叉國際級科技競賽,在合成生物學領域有巨大影響力,其理念在于鼓勵大學生積極創新,用創新去改變世界。大賽組委會根據項目前沿性、創造性和完整性頒發金銀銅獎牌。同時,大賽還設置了Best Energy Project、Best Education & Public Engagement等單項獎,獎勵給某一方面出類撥萃的一個項目。

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                                                編輯:楊棋凌  / 審核:王曉剛  / 發布者:陳偉