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控制細菌的“夢境”
———我校本科生團隊獲麻省理工IGEM大賽金獎


  “分會場不大,設(shè)備維護得很好,光線很柔和,莊重而沒有肅殺感。正對屏幕的一條小過道把會場分成兩半,馬彬廣老師和隊友們坐在左邊,東京大學(xué)代表隊講完在右邊落座,幾個德國的隊伍在右邊看著我們?;乙路脑u委坐了兩排,打分表抱在手上,認真地瞅著大屏幕?!被貞浧鸨荣惍?dāng)天的情景,經(jīng)濟學(xué)1102班的李扶搖仍記憶猶新。
  波士頓時間11月3日下午2時,麻省理工學(xué)院IGEM(國際遺傳工程機器設(shè)計大賽)比賽現(xiàn)場,李扶搖作為我校代表隊3個講解人之一走上講臺,用一口流利的英文演講了5分鐘,并鎮(zhèn)定地回答了評委的3個問題。
  最終,我校IGEM代表隊與來自耶魯大學(xué)、牛津大學(xué)、柏林大學(xué)、東京大學(xué)等全球245支參賽隊伍同臺競技,獲得該賽事決賽為數(shù)不多的金獎,中國區(qū)共15個金獎。
  靈感源于《盜夢空間》在今年的IGEM中,我校參賽團隊的研究課題是“可重連回路”,團隊給出了一個通俗的解釋,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現(xiàn)不同功能,進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)雜對宿主菌帶來的“過載”及“信號串?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、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《盜夢空間》。今年3月份,李扶搖提出了“細菌盜夢空間”這一設(shè)想?!凹毦I夢空間”即模仿《盜夢空間》給細胞植入一個裝置,按照《盜夢空間》中的規(guī)則設(shè)計一套信號傳遞機制,讓細胞不斷進入下一層“夢境”,最終進入“Limbo(人物把夢境當(dāng)成現(xiàn)實,真實的身體進入昏迷狀態(tài))”。之后給它一個終止信號,將它從Limbo中釋放。
  光有靈感和設(shè)想是不夠的。IGEM團隊想由此設(shè)計一個可實現(xiàn)多個功能同時運作的系統(tǒng),但現(xiàn)實狀況是一個模塊只有一個功能,要想實現(xiàn)多功能又不能直接將模塊簡單糅合,團隊在這個問題上被卡住。
  為走出“困境”,沿著這個點,隊員韓以超查閱大量文獻資料,不斷地對此觀點進行修正和完善,最后提出“利用不同模塊結(jié)構(gòu)上的相似性對其進行整合,從而實現(xiàn)多功能的可能”的想法。在詢問老師意見和一些實驗論證后,該想法被初步認定可行,隊員們才開始往這個方向進行研究。
  月均否定七項目IGEM團隊并非一開始就確定拿“可重連回路”為參賽項目,這其中經(jīng)歷了很長一段時間的層層篩選。
  今年3月初,IGEM內(nèi)部開展了一次“頭腦風(fēng)暴”。改造藍藻防止水華、發(fā)酵廢棄的羽毛來制造“羽毛餐”、細菌盜夢空間…….成員們共提出了23個想法?!邦^腦風(fēng)暴”后,大家各自組隊,選自己感興趣的想法去做項目。每隔一段時間后會有答辯會,成員們匯報自己小組的進展,且有老師參與商討。直到6月初,23個項目才篩至兩個,月均否定7項目,“每個項目被pass掉都有很多人心碎,這個過程非常難過?!绷_旭東說。
  研究走到“山窮水盡”的時候,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,甚至在動科動醫(yī)學(xué)院門口一個個堵老師問問題。那段時間,韓以超的電腦桌面布滿了100多篇文獻的圖標(biāo)。李扶搖通過看教學(xué)視頻、瘋狂查閱文獻,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”項目為參賽項目。
  “門外漢”亦有主場整個暑假,IGEM團隊實驗組都在實驗室做實驗,做到晚上十點后是家常便飯。
  “但是生科類團隊并不意味著默默地做實驗,而是全方位的?!盜GEM的隊員皆有此感。項目設(shè)計、模型構(gòu)建、組件提交、網(wǎng)頁制作等都是IGEM團隊遠赴波士頓,向世界展示設(shè)計理念與成果不可或缺的工作。
  進入IGEM,不少隊員都還是“門外漢”。生工1203班的楊勉大一時在實驗組做實驗,大二卻開始做起了活動推廣和倫理安全方面的工作,做視頻、運營微信公眾號……從一點不懂到照著網(wǎng)上教程自學(xué),“其實活動推廣這一塊還是有很多可以挖掘的,對生物來說,媒體工作者做好工作也很重要。”
  主講人之一李扶搖則是經(jīng)濟學(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)頁的宋佳明和張霈婧,輔助隊員做實驗的郭曉雪,在美國的向?qū)且徊璉GEM這個大家庭里,包容著不同個體的存在,每個人都在這里用力跳動著。