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控制細(xì)菌的“夢(mèng)境”
———我校本科生團(tuán)隊(duì)獲麻省理工IGEM大賽金獎(jiǎng)


  “分會(huì)場(chǎng)不大,設(shè)備維護(hù)得很好,光線很柔和,莊重而沒有肅殺感。正對(duì)屏幕的一條小過道把會(huì)場(chǎng)分成兩半,馬彬廣老師和隊(duì)友們坐在左邊,東京大學(xué)代表隊(duì)講完在右邊落座,幾個(gè)德國(guó)的隊(duì)伍在右邊看著我們?;乙路脑u(píng)委坐了兩排,打分表抱在手上,認(rèn)真地瞅著大屏幕?!被貞浧鸨荣惍?dāng)天的情景,經(jīng)濟(jì)學(xué)1102班的李扶搖仍記憶猶新。
  波士頓時(shí)間11月3日下午2時(shí),麻省理工學(xué)院IGEM(國(guó)際遺傳工程機(jī)器設(shè)計(jì)大賽)比賽現(xiàn)場(chǎng),李扶搖作為我校代表隊(duì)3個(gè)講解人之一走上講臺(tái),用一口流利的英文演講了5分鐘,并鎮(zhèn)定地回答了評(píng)委的3個(gè)問題。
  最終,我校IGEM代表隊(duì)與來自耶魯大學(xué)、牛津大學(xué)、柏林大學(xué)、東京大學(xué)等全球245支參賽隊(duì)伍同臺(tái)競(jìng)技,獲得該賽事決賽為數(shù)不多的金獎(jiǎng),中國(guó)區(qū)共15個(gè)金獎(jiǎng)。
  靈感源于《盜夢(mèng)空間》在今年的IGEM中,我校參賽團(tuán)隊(duì)的研究課題是“可重連回路”,團(tuán)隊(duì)給出了一個(gè)通俗的解釋,即通過DNA遺傳重組,改變基因元件相互間的激活、抑制關(guān)系,在同一套基因回路中實(shí)現(xiàn)不同功能,進(jìn)而在一定程度上解決當(dāng)今合成生物學(xué)所面臨的兩大難題:基因回路過于復(fù)雜對(duì)宿主菌帶來的“過載”及“信號(hào)串?dāng)_”。該成果有望應(yīng)用于合成生物學(xué)中的復(fù)雜回路設(shè)計(jì)、人類健康醫(yī)療和環(huán)境污染治理等領(lǐng)域。
  其靈感可以追溯到《盜夢(mèng)空間》。今年3月份,李扶搖提出了“細(xì)菌盜夢(mèng)空間”這一設(shè)想?!凹?xì)菌盜夢(mèng)空間”即模仿《盜夢(mèng)空間》給細(xì)胞植入一個(gè)裝置,按照《盜夢(mèng)空間》中的規(guī)則設(shè)計(jì)一套信號(hào)傳遞機(jī)制,讓細(xì)胞不斷進(jìn)入下一層“夢(mèng)境”,最終進(jìn)入“Limbo(人物把夢(mèng)境當(dāng)成現(xiàn)實(shí),真實(shí)的身體進(jìn)入昏迷狀態(tài))”。之后給它一個(gè)終止信號(hào),將它從Limbo中釋放。
  光有靈感和設(shè)想是不夠的。IGEM團(tuán)隊(duì)想由此設(shè)計(jì)一個(gè)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能同時(shí)運(yùn)作的系統(tǒng),但現(xiàn)實(shí)狀況是一個(gè)模塊只有一個(gè)功能,要想實(shí)現(xiàn)多功能又不能直接將模塊簡(jiǎn)單糅合,團(tuán)隊(duì)在這個(gè)問題上被卡住。
  為走出“困境”,沿著這個(gè)點(diǎn),隊(duì)員韓以超查閱大量文獻(xiàn)資料,不斷地對(duì)此觀點(diǎn)進(jìn)行修正和完善,最后提出“利用不同模塊結(jié)構(gòu)上的相似性對(duì)其進(jìn)行整合,從而實(shí)現(xiàn)多功能的可能”的想法。在詢問老師意見和一些實(shí)驗(yàn)論證后,該想法被初步認(rèn)定可行,隊(duì)員們才開始往這個(gè)方向進(jìn)行研究。
  月均否定七項(xiàng)目IGEM團(tuán)隊(duì)并非一開始就確定拿“可重連回路”為參賽項(xiàng)目,這其中經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段時(shí)間的層層篩選。
  今年3月初,IGEM內(nèi)部開展了一次“頭腦風(fēng)暴”。改造藍(lán)藻防止水華、發(fā)酵廢棄的羽毛來制造“羽毛餐”、細(xì)菌盜夢(mèng)空間…….成員們共提出了23個(gè)想法?!邦^腦風(fēng)暴”后,大家各自組隊(duì),選自己感興趣的想法去做項(xiàng)目。每隔一段時(shí)間后會(huì)有答辯會(huì),成員們匯報(bào)自己小組的進(jìn)展,且有老師參與商討。直到6月初,23個(gè)項(xiàng)目才篩至兩個(gè),月均否定7項(xiàng)目,“每個(gè)項(xiàng)目被pass掉都有很多人心碎,這個(gè)過程非常難過?!绷_旭東說。
  研究走到“山窮水盡”的時(shí)候,應(yīng)技1101的李思奇曾給吉林大學(xué)、武漢大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等高校的教授們狂發(fā)郵件,甚至在動(dòng)科動(dòng)醫(yī)學(xué)院門口一個(gè)個(gè)堵老師問問題。那段時(shí)間,韓以超的電腦桌面布滿了100多篇文獻(xiàn)的圖標(biāo)。李扶搖通過看教學(xué)視頻、瘋狂查閱文獻(xiàn),在生物這條路上吃力地摸索著。直到7月中旬,才最終確定“可重連回路”項(xiàng)目為參賽項(xiàng)目。
  “門外漢”亦有主場(chǎng)整個(gè)暑假,IGEM團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)組都在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn),做到晚上十點(diǎn)后是家常便飯。
  “但是生科類團(tuán)隊(duì)并不意味著默默地做實(shí)驗(yàn),而是全方位的?!盜GEM的隊(duì)員皆有此感。項(xiàng)目設(shè)計(jì)、模型構(gòu)建、組件提交、網(wǎng)頁制作等都是IGEM團(tuán)隊(duì)遠(yuǎn)赴波士頓,向世界展示設(shè)計(jì)理念與成果不可或缺的工作。
  進(jìn)入IGEM,不少隊(duì)員都還是“門外漢”。生工1203班的楊勉大一時(shí)在實(shí)驗(yàn)組做實(shí)驗(yàn),大二卻開始做起了活動(dòng)推廣和倫理安全方面的工作,做視頻、運(yùn)營(yíng)微信公眾號(hào)……從一點(diǎn)不懂到照著網(wǎng)上教程自學(xué),“其實(shí)活動(dòng)推廣這一塊還是有很多可以挖掘的,對(duì)生物來說,媒體工作者做好工作也很重要?!?br>  主講人之一李扶搖則是經(jīng)濟(jì)學(xué)專業(yè)的,學(xué)英文、學(xué)生物,大幅度跨專業(yè)去嘗試感興趣的東西,她認(rèn)為學(xué)術(shù)界不同領(lǐng)域之間有互通之處。
  此外,“女秘書”陸惠芳,做吉祥物的李尚瑾,做網(wǎng)頁的宋佳明和張?chǎng)?,輔助隊(duì)員做實(shí)驗(yàn)的郭曉雪,在美國(guó)的向?qū)且徊璉GEM這個(gè)大家庭里,包容著不同個(gè)體的存在,每個(gè)人都在這里用力跳動(dòng)著。