解码基因:我校学生团队斩获国际基因工程机器大赛金奖

有这样一个团队,他们因热爱相遇,以“ZJUT - China”为名,共同参与2024国际基因工程机器大赛。他们在实验室里求索,在试错中积累经验,以竞赛助力成长,凭借卓越的表现和创新的理念,最终成功斩获国际金奖。

团队利用CPEC技术将 riboswitch等核心元件与pHG101载体组装在一起,构建了可自诱导调控功能活性分子合成的系统;同时,引入由两种不同方式控制的裂解系统,实现了目标代谢产物的高效释放。最终显著提高了以核黄素为代表的三种功能活性分子的发酵产量。

提及这次竞赛历程,“团结”是成员们异口同声的关键词。自主设计基因线路、开发新基因调控组件、建立数学模型、搭建wiki网站并完成答辩……这个由14名本科生组成的团队,在每一个环节都努力做到最好,他们朝着共同的目标前进,见证自己每一步的全力以赴。

为梦想拼搏的样子很酷也很美。从1月到9月,这段漫长的比赛征程给每一位队员都带来了前所未有的挑战,考验着他们的学术能力,更是一场心理素质的严峻试炼。由于项目挑战性强、实验周期长、备赛时间紧迫,队员们身心都承受着巨大的压力。不计其数的实验失败、数据偏差,常常让他们陷入迷茫。此外,实验细节的排查更是极为困难,需要耗费他们大量的时间和精力。

“实验做不出,我有时候会陷入低迷,但是迷茫和压力大的时候,总有小伙伴伸出援手,给予关心和帮助。”他们不仅仅是一个比赛团队,他们更是快乐搭子,一起骑车、看日落、吃饭……在闲暇时光分享快乐、分担压力,这些美好的瞬间成为了他们在艰苦科研生活中的甜蜜慰藉。

此外,他们还一起开通了社交媒体账号,记录分享他们的实验日常,这不仅为他们的学习生活增添了多彩的一笔,更重要的是,它让广大公众得以窥见实验室的幕后故事,深切感受到“科研人”那份不灭的热情与对科学探索的执着追求。

“追梦的赛道上,指导老师们的这句‘有我们在’,就是我们的定心丸,给予我们无尽的安心与力量。”每当我们面临挑战时,他们总能第一时间出现,他们与团队一同钻研,一同奋斗,把难题当作磨刀石,一块儿一块儿地啃,一寸一寸地推进。

“团队成员大多数是大二的学生,他们还未踏入到真正的科研领域。”项目伊始,指导老师们将复杂的知识简单化,通过生动有趣的讲解和实际案例分析,帮助团队成员更好地理解和吸收。

为了使项目更贴近实际,团队成员在指导教师的陪同下,多次走访微生物制造企业,实地考察生产场景,了解微生物制造的瓶颈问题和市场需求。

过早地让微生物大量合成目的产物会影响其生长。在微生物制造行业中,待微生物生长到一定阶段后,通过添加诱导合成基因表达的小分子,可以增强其合成产物的能力。然而,这种方法不但难以精确控制而且增加成本。

为此,团队在教师的指导下设计了一种响应目标产物浓度的核糖开关。在微生物生长初期,极低浓度的目标产物不足以启动生产相关基因的表达,此时摄取的营养主要用于支持“微生物打工仔”的生长。随着微生物的生长,目标产物逐渐积累,进而启动生产相关基因的高效表达,从而顺利解除了生长与生产之间的耦合。

企业调研,项目选题,实验设计,所有过程指导老师们都不曾缺席。这种循序渐进的引导方式让学生在解决问题的过程中体验到成就感,激发了他们的学习热情和探索欲望,成为他们在竞赛道路上不断前进的强大动力。

生物工程学院自2017年第一次参赛以来, 已累计获得6金、1银、1铜的好成绩。辉煌的续写需要不断的创新,而这种创新不仅在项目层面,更在制度保障上。今年,ZJUT-China团队由14名本科生组成,生物工程学院5名教师负责指导。在比赛初始,生物工程学院进行了一系列大胆的机制改革:

第一条核心纽带———思想领航。坚持把临时党支部建立在学生科创平台以及竞赛项目上,让党员师生发挥示范引领作用,使学生团队更具有向心力。

第二条核心纽带———过程管理。通过精细化过程考核体系,构建了一系列高效机制。这包括项目成员淘汰机制、团队指导老师竞争选拔机制、团队贡献度分层机制以及专项辅导员协助机制。

第三条关键纽带———交流合作。积极邀请校外资深指导老师加入,多次组织师生走访国内知名高校,与国内高水平的竞赛团队展开深入的学术对话与交流互鉴。

今年,“浙江工业大学iGEM生创社”正式成立,这里是一个广阔的发展平台,期待同学们的加入,一起“探索未知,激情求解”,在科研创新的道路上创造更多的辉煌!