日前，NAU-CHINA 2021 凭借“工业废水中硒元素的回收和利用” 课题在合成生物学领域的国际顶级科技赛事 iGEM(国际基因工程机械大赛)中夺金。

造物致知致用

硒元素对人体有抗氧化、抗衰老等作用，对植物有促进产量增加的作用， 目前我国硒资源分布严重不均衡，72%的国土面积处于缺硒状态， 而部分地区又因工业开采，农牧饲料的滥用造成“硒污染”，NAU-CHINA2021 的本次获奖课题就是聚焦我国目前硒资源的分布及合理利用。

“iGEM 鼓励参赛者解决本土问题， 南农对口扶贫县贵州麻江是一片富硒大地， 在富硒的土壤条件下可以产出优质的锌硒米， 但同时也存在着亚硒酸盐污染的潜在问题，缺硒地区的人们又饱受克山病、大骨节病的困扰。 ”队长石国龙解释道，“纳米硒则是极具发展潜力的新型材料， 于是我们便产生了将硒废水变废为宝的想法，并将硒元素从富硒地区转移到缺硒地区，实现资源在空间上的合理分配。 ”

灵感一触即发， 队员们确定此次项目的课题就是对硒元素进行回收利用。 南农在土壤、肥料和微量元素方面科研成果丰硕， 校友吴丽芳研究员致力于纳米硒的课题研究，这些为团队提供了许多宝贵经验。

以大肠杆菌为底盘的生物装置实验设计， 历经半年，回收废水的硒元素并将其“蜕变”为“纳米硒”，这一项目臻于完善。

“简单来说，我们的项目是一个生物修复的过程，在大肠杆菌本身对硒酸盐、亚硒酸盐的吸收、还原的基础上，构建了两个生物元件，一个用来提高菌株对硒元素的还原能力， 当菌体吸收硒酸盐或亚硒酸盐到胞内后，可以实现不同价态的硒离子到单质硒更快、更高效地转变； 另一个元件发挥的作用就是为硒单质穿上一层由蛋白质等生物大分子组成的外衣。 ”实验组成员杜鑫一脸自豪，“经过两道‘加工’，硒酸盐摇身一变，一种拥有低毒、活性高等诸多优势并可应用于生物医学、光电工业等方面的纳米硒就此诞生了。 ”

“不同于常规科学研究发现、 筛选为重点，NAU-CHINA 侧重于设计和创造，iGEM 的学科基础是合成生物学，体现得更多的是工程学思想。 ”队员赵海阳为我们解释道，“我们可以将整个处理过程看成 ‘搭积木’，标准化的基因片段可以看作是‘砖’，通过它们之间的连接来构建更复杂的装置， 不同生物装置协调运作来构成更复杂的系统。 有目的地设计、改造来实现工程化，同样也是生物学与工程学的有机交融。 ”

一群追光少年

NAU-CHINA 的成员是经过层层选拔的各方面的佼佼者，每个人身上都有自己鲜明的标志，相处过程中的分歧和争执，丰满了他们的羽翼，他们亦师亦友，互相成就，朝着共同的目标前行。

历经无数次的头脑风暴，阅读文献、查阅资料、和专家交流，设计、推翻、再设计，队员们汲取经验，收拾心情，义无反顾继续奔赴。

“对我们来说，这是一个不断学习，独立思考的磨砺的过程。 ”实验组成员陈天欣感慨道。 团队绝大部分的实验任务是在暑假期间完成的，加班加点是常态。 尽管实验过程是繁琐的， 但当试管中红色的纳米硒出现时，大家都兴奋不已。

项目在不断地优化，每个成员都为此倾注了心血。数模组的同学将理论和实际结合， 通过数学模型结合实验数据进行推算来帮助实验调整方向， 并确定了实际生产中的最适培养条件； 人类实践组的同学通过与公众、专业领域的人交流，来获得对课题接受度和实验可行性的反馈，同时也带给大家许多新的启发；美工和Wiki 组的同学投入网页和设计图的制作，不断地充实、美化网页的呈现。

“和大家一起工作是快乐的。 ”实验组成员汪广旭说，“实验组和 HP 组之间可能会出现一些同步的问题，这时候就需要我来做两个组别之间的桥梁，来更好地连接上游和下游， 去协调好这两组的沟通以及任务的衔接， 并做好双向的反馈。 我很高兴自己能够做好‘桥’的作用。 ”

“为了探索项目的可行性、应用，还有其未来发展，我们也练就了一身本领， 我们与南大同学还有我校的one health 社团联合举办了 ‘Health and Sustainable’的Workshop，还通过邮件、电话、面谈等方式与专家共同探讨项目的规划和可行性。 ” HP 组的邹宗佑说。

科研之外，NAU-CHINA 也是一支朝气蓬勃的队伍。 和南京工业大学的队伍共同制作的实验室安全的音乐视频展示了队员们别样的风采。

因热爱绽放精彩

队员们在筑梦过程中找寻到更好的自己。 三年的参赛经历，对石国龙来说是机遇亦是归属，他对合成生物学有了更多的探索欲望， 正是因为参赛过程的一次巧合，他获得了心仪导师的推荐机会，目前大四的他将在中科院植生所合成生物学国家重点实验室继续深造。 “感恩相遇，能够与优秀的人同行，做热爱的事，我们都是在互相成就。 ”他们学会在高压下处理情绪、收获了很多技能，不断地充实自己，有了更多交流进步的机会。队员赵海阳喜欢尝试新鲜事物， 乐于探索不同领域，他认为 iGEM 赋予了他新的生命，为他打开了世界的另一扇窗。

NAU-CHINA 团队会到小学进行宣讲活动，让科学的萌芽埋在未来的“小科学家”心里，他们还与拥有相同兴趣的高中生探讨学术问题， 与其他高校进行学术交流来相互进步，他们发起由 18 支中国团队组成的ICII (Into China,Into iGEM)全国宣传活动；举办 iGEM校园比赛， 让更多的同学体验 iGEM 的比赛过程。NAU-CHINA 希望能够通过自己的力量，来让公众对队伍和合成生物学“造物致知致用”的理念有更多的了解：通过改造和合成来实现高效地生产，赋予其新的生物功能，是谓致用；通过这个过程来更多地了解生物的基础法则，是谓致知。

NAU-CHINA 由衷感谢不遗余力帮助他们的老师们。 蒋建东、陈熙老师指导他们的整个实验进程；汪瑾老师时刻保障实验室安全； 王菊芳老师与队员们一起一遍遍地修改英文汇报的稿子， 来帮助他们在最后汇报中交出一份完美的“答卷”；沈文飙老师为部分实验提供了仪器上的支持和许多材料；“还有辅导员王哲老师，为我们的琐事操心，让我们没有后顾之忧。 ”陈天欣说，“没有老师们的帮助和支持， 也不会有 NAU-CHINA 今天的成绩。 ”

正如石国龙所说的 3 个 “E”， 合成生物学是为了“Explore yourself，Enhance yourself and Enjoy yourself.”“我们是一个不太拘谨的团队，我们欢迎任何有个性、有想法、有共同目标的人来加入我们，一起来创新创造。”

（校报记者团 曹佳琪 杨雪 赵世佳 指导老师 谷雨）