上海交大iGEM团队以“快乐科学”为导向培养国际
上海交大iGEM团队以“快乐科学”为导向培养国际视野创新人才
备受瞩目的世界大学生科技创新竞赛——国际基因工程机器大赛（iGEM）近日在美国波士顿海因斯会议中心进行，来自全球五大洲的343支队伍通过精心准备的网站、海报和讲演，向与会评审展示自己队伍在过去一年中所取得的创新成果。经过一番激烈地角逐，由上海交通大学Bio-X研究院派出的本科生代表队SJTU-BioX-Shanghai凭借“回声——一种用于结直肠健康筛查的工程菌”项目获得了最佳医学诊断项目提名奖和一枚宝贵的金牌，这也是该队伍自2009年建队以来获得的第9枚金牌。
据悉，iGEM比赛是以合成生物学为主题的国际性科技创新赛事，在生物科学领域具有极高的影响力。作为21世纪刚刚兴起的一门多学科交叉学科，尽管合成生物学还游离在普通大众的视野之外，但是在理论和实践方面始终走在科学发展的前沿。不论是全人工合成的基因组和染色体，还是制造抗疟药物青蒿素的细胞工厂，亦或是实时监测人体健康的微生物机器人，合成生物学促进了对生命密码从“读”到“写”的质变，被广泛认为是将改变世界的颠覆性技术之一，为破解人类面临的资源、健康、环境和安全等重大挑战提供了全新的解决途径。
“回声——一种用于结直肠健康筛查的工程菌”
随着我国经济不断发展，人们的饮食习惯相应发生着变化。结肠癌作为一种常见的发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤，10年来在我国发病人数增长了1倍之多，其发病率在我国恶性肿瘤中已排名至第三位。目前，结肠癌的早期筛查主要依靠肠镜，其前期准备、侵入式的诊断过程往往使检查者备受痛苦。而人们也很少愿意主动选择具有侵入性的肠镜作为常规体检手段。因此，开发出一种既准确又友好的早期诊断方法对于降低结直肠癌的发病率来说至关重要。
为此，上海交通大学SJTU-BioX-Shanghai团队利用合成生物学的方法构建出了一种可以特异靶向小鼠结直肠肿瘤的工程化大肠杆菌，这种细菌能够表达一种短肽，通过与肿瘤表面标志物的特异性结合，从而定位到肿瘤区域附近。同时该工程菌能够产生大量直径为200nm左右的气泡，其产生的独特声学信号能够被超声仪器探测到，从而帮助研究人员快速、准确、轻松定位癌症病灶，实现了针对小鼠结直肠癌的非侵入性的早期筛查，为人结直肠癌的早期诊断提供了全新的思路。
该项目在2018 iGEM全球总决赛中斩获金奖，并且获得了最佳医疗诊断项目奖提名，取得了历史性突破。在这一骄人成绩的背后，凝聚着的是队员们一整年的不懈努力和顽强拼搏。从寒假开始，队员们便分小组展开了赛事的各项准备工作，从编程语言的学习，到合成生物学教材的研读，再到对往届获奖项目的研究，每一个细节都不放过，每一步脚印都踩得分外扎实。6月1日，正值国际儿童节的那天，“回声”的雏形首次在头脑风暴会议中被提出，自此便成为接下来的半年中日夜绕不开的话题。从项目提出到实验设计与实施，队员们集思广益，一丝不苟，精益求精。参赛之初还对阅读英文文献感到十分头痛的队员，现在已能够快速掌握一篇文章中的核心内容，并提炼出有用的信息。一开始面对着移液枪和培养皿无从下手的“实验室小白”，经过一个夏天的训练，也能够独立完成实验操作并做出漂亮的数据分析图。由于项目涉及细菌、细胞和小鼠等差异巨大的实验对象，并需要挑战超声、微流控、核磁共振等多种技术，队员们几乎是废寝忘食地学习新技术并根据实验结果不断改良方案。交大医学院2016级本科生张凯然作为项目的提出者，为项目的设计提供了许多重要的建议。整个暑假他都睡在iGEM办公室里，早起读文献、查资料，为项目的可行性提供佐证，白天则积极参与到实验工作当中，常常忙碌至深夜。生物医学工程学院2017级本科生方清伟是超声实验的主要负责人，由于实验前期准备时间较长，往往要到很晚才能拿到合格的测试样本，因此在比赛的最后冲关阶段，他常常在深夜空无一人的超声实验室独自待至凌晨两三点，拿到数据后还要连夜分析出结果，上传至群里供大家讨论。对此他幽默地说，“多亏了iGEM，我还学会了边走夜路边睡觉的新技能。”还有轻伤不下火线的队长洪艺瑞，在动物实验中立下汗马功劳的郑书钰、萧家宜，精心伺候细胞的孙诗雨，以及强大的分子三人组！几乎每一个人都是不可或缺的！有时候，辛苦准备了几天的测试样本却没有获得理想的实验结果，队员们可能会沮丧一阵子，但他们总是能及时调整心态，互相鼓励，互相支持，始终以积极乐观的态度为项目出谋划策，以百分百的精神投入到下一次的实验中去。正是因为全体队员的精诚合作和团结信任，才让交大iGEM团队能够在与哈佛、MIT、牛津等世界顶尖名校同场竞技时底气十足，并最终取得傲人佳绩！
“快乐科学”为导向的独特科研训练激发学生原创潜能
作为国内遗传学的领军人物，上海交通大学教授，Bio-X研究院院长贺林院士很早就敏锐捕捉到了合成生物学蕴藏的巨大科学价值和发展潜力。2009年的3月，在上海交通大学时任书记马德秀和校长张杰的大力支持下，贺林组建起了交大首支iGEM代表队，并将其取名为“SJTU-BioX-Shanghai”。2009年，首次参赛的交大队就凭借“自主振荡的细菌生物钟”项目成功杀入全球总决赛并收获了一枚极其珍贵的金牌。自此，SJTU-BioX-Shanghai在一次次的比赛中不断总结经验，锐意进取，充分发扬了交大人的“硬骨头精神”，在“快乐科学”的理念中完成一个又一个突破与创新。在2009到2018的十年中，SJTU-BioX-Shanghai共收获了九枚金牌，一枚铜牌，并获得过亚洲冠军、最佳人工生物模块设计、全球最佳16队、最佳医学诊断项目提名等殊荣，在世界舞台上留下了交大人“精勤、力行、求真、务实”的身影与风采，彰显了中国合成生物学新生力量的强势崛起。
十年的参赛历程中，SJTU-BioX-Shanghai创造过无数辉煌，也遭遇过各种困难。但是，以贺林为总指挥，马钢副教授为首席指导老师的指导团队始终坚定地站在团队每一位成员的背后，不遗余力地支持他们去完成自己的青春抱负和科研梦想，并且坚持带领大家领略科学的快乐。这是因为交大和Bio-X研究院素来坚持的人才培养理念是以学生为创新主体，鼓励一切合理的创新实践活动。而iGEM在人才培养方面具有其独特的选拔模式和评判标准，是锻炼和培养具有优秀意志品质和科学素养的全能型创新人才的理想孵化器。
