10月26日，2024年國(guó)際遺傳基因工程機(jī)器大賽(International Genetically Engineered Machine Competition, 以下簡(jiǎn)稱(chēng) iGEM )全球總決賽在法國(guó)巴黎落下帷幕。全球逾400支隊(duì)伍報(bào)名參賽，其中高中隊(duì)伍達(dá)130支。在本次競(jìng)賽中，北京市二十一世紀(jì)國(guó)際學(xué)校高中同學(xué)在高中組的隊(duì)伍中獲得全球金獎(jiǎng)、全球銀獎(jiǎng)，以及單項(xiàng)獎(jiǎng)提名的好成績(jī)。

　　iGEM背景介紹

　　iGEM由美國(guó)麻省理工學(xué)院于2003年創(chuàng)辦，現(xiàn)已發(fā)展成為全球合成生物學(xué)領(lǐng)域最具影響力的國(guó)際性學(xué)術(shù)競(jìng)賽。作為頂級(jí)的跨學(xué)科賽事，它融合了生命科學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多領(lǐng)域知識(shí)，吸引了包括哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)在內(nèi)的全球頂尖學(xué)府參與。

　　賽事致力于通過(guò)合成生物學(xué)解決當(dāng)今社會(huì)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，學(xué)生們?cè)谥笇?dǎo)老師的帶領(lǐng)下，對(duì)課題進(jìn)行深入研究和學(xué)習(xí)，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，并最終通過(guò)網(wǎng)頁(yè)、視頻、現(xiàn)場(chǎng)答辯和交流等形式展示他們的創(chuàng)新成果。除了合成生物學(xué)，學(xué)生們還會(huì)涉及包含商業(yè)計(jì)劃書(shū)撰寫(xiě)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、公益科普宣傳等方面的知識(shí)學(xué)習(xí)。

　　iGEM跨學(xué)科競(jìng)賽為學(xué)生們廣泛交流提供了舞臺(tái)，在科研探索的道路上邁出了第一步，提升了專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力，為未來(lái)的學(xué)術(shù)研究和職業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　我校學(xué)生獲獎(jiǎng)?wù)n題展示

　　帕金森氏病早期篩查產(chǎn)品 　　全球金獎(jiǎng)

　　Best Measurement單項(xiàng)提名獎(jiǎng)

　　我校參與同學(xué)：余旭坤(左圖)、趙紫嫣(右圖)

　　課題簡(jiǎn)介：由于帕金森病的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，增加社會(huì)和家庭的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，因此早期預(yù)防和治療尤為重要。研究表明，PD患者腦脊液中α-syn水平降低，Aβ42水平降低，NF-L水平升高。利用這些特點(diǎn)，基于合成生物學(xué)的概念，本研究采用分子生物學(xué)方法構(gòu)建了可增加淀粉樣蛋白 Aβ42、神經(jīng)絲蛋白輕鏈 (NF-L) 和 α-突觸核蛋白 (α-syn) 的大腸桿菌 BL21 菌株。該菌株用于靶蛋白發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)其產(chǎn)生帕金森病生物標(biāo)志物 (PD) 的能力，為早期帕金森病篩查試劑盒的開(kāi)發(fā)提供研究依據(jù)。

　　基于CRISPR-Cas9設(shè)計(jì)可抗T7噬菌體侵染的大腸桿菌 全球銀獎(jiǎng)

　　我校參與同學(xué)：劉玨

　　課題簡(jiǎn)介：大腸桿菌是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的底盤(pán)細(xì)胞之一，但經(jīng)常受到噬菌體感染的威脅。其中，T7噬菌體是常見(jiàn)的工業(yè)有害噬菌體之一，對(duì)大腸桿菌具有很強(qiáng)的傳染性，從而影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成生產(chǎn)中斷和經(jīng)濟(jì)損失。團(tuán)隊(duì)旨在利用CRISPR-Cas9技術(shù)設(shè)計(jì)耐T7噬菌體感染的大腸桿菌菌株。通過(guò)準(zhǔn)確切割T7噬菌體基因組的關(guān)鍵基因，增強(qiáng)大腸桿菌對(duì)T7噬菌體感染的抵抗力，有望提高大腸桿菌在工業(yè)生產(chǎn)中的穩(wěn)定性和可靠性。

　　萜烯類(lèi)護(hù)膚品角鯊烯的生物合成　全球銀獎(jiǎng)

　　我校參與同學(xué)：白東禾、邱紫昭、王秋實(shí)、左嵩淏、張新陽(yáng)

　　白東禾(上圖左)、邱紫昭(上圖右)

　　王秋實(shí)(上圖)

　　左嵩淏(上圖左)、張新陽(yáng)(上圖右)

　　課題簡(jiǎn)介：目前，商業(yè)萜烯的次生代謝產(chǎn)物主要來(lái)源于傳統(tǒng)的植物或真菌提取物。然而，由于其生長(zhǎng)緩慢、耕地資源有限、提取過(guò)程復(fù)雜漫長(zhǎng)等因素，關(guān)鍵功能性萜烯次生代謝物難以挖掘和提純。因此，我們需要更廣泛的次生代謝物來(lái)源和更有效的方法來(lái)獲得次生代謝物。微生物細(xì)胞工廠(chǎng)在高效合成次生代謝物方面顯示出巨大的潛力。本項(xiàng)目旨在挖掘萜烯次生代謝物，構(gòu)建具有高值生物活性的新型萜烯次生代謝物的高通量微生物異源表達(dá)平臺(tái)，可進(jìn)一步拓展萜烯次生代謝物的生物合成研究?jī)?nèi)容，為萜烯次生代謝物的高效生物合成和合成工藝優(yōu)化提供重要的科學(xué)依據(jù)。深海極端環(huán)境中微生物萜烯次生代謝產(chǎn)物的開(kāi)發(fā)，可以拓展深海微生物衍生的次生代謝產(chǎn)物在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域的應(yīng)用。另一方面，它還可以進(jìn)一步促進(jìn)生物技術(shù)、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的緊密結(jié)合和創(chuàng)新發(fā)展，帶來(lái)新的產(chǎn)品和解決方案，提供安全、有效和可持續(xù)的天然成分。

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