iGEM,敢闯敢拼的金奖少女团!

作者:黄瑜晴来源:观海听涛发布时间:2020-12-27点击数:392

OUC-China团队

  “海大,又一个国际金奖!”11月13日至11月22日,OUC-China在第十六届国际遗传工程机器大赛(International Genetically Engineered Machine Competition,iGEM)决赛一举夺金,并首次获得Best Part Collection单项提名奖。当“海大金奖少女团”红遍校园时,我们不禁想深入了解其背后的故事......

探索突破,持续进行中

  2019年4月,她们加入iGEM的预备队伍,成为预备队员的一开始,就注定是一场和自我的较量。由于国际基因工程机器大赛是合成生物学领域的国际顶级大学生科技赛事,而合成生物学是生物科学的一个新兴分支学科,,与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的办法不同,合成生物学的研究方向完全是相反的——从最基本的要素开始一步步建立零部件。全新而又综合的领域,决定了她们要弥补大量空白知识。从自学长达页的《合成生物学导论》开始,到《分子生物学》、《微生物学》,通过自我研究思考,学习合成生物学领域的前沿知识。翻阅Nature、Science、Google Scholar一遍遍地翻阅论文,一次次地刷Wiki,“前期初次接触全英文的十几页文献时候,阅读起来很吃力,但是只要硬着头皮往下读,不会单词就去查,看多了就会了。”一个成员用最真实的体验分享道。

  只有毫不顾虑,才有无所畏惧。阅读英文文献与网页,没有捷径,就要如海绵一样,不顾一切地吸收新知识,才能有柳暗花明、云开见月时刻。

  2020年1月,iGEM团队OUC-China正式组建。从40人的预备队伍,到只剩下7人的正式团队。期间,有人因承受不住压力而选择退出,有人因为组内筛选考核而淘汰。7/40,2018级生物技术陈潮昕、2018级生态学吴琪、2018级生物科学柯清滢、2018级生物科学牛悦,2018级食品科学与工程王婷,2018级水产养殖学张伊凡,2018级化学魏费雯历经千锤百炼,成为7/40中小小的分子。或许严苛,或许辛酸,但只为组建一支精炼的团队——去接受更艰难的挑战。

  1月底,她们结束期末考,但是她们集训到大年二十七才各自回家。

  寒假,少了课业学习,却并不意味着放松与休息,而是更多精力投入到项目。万事开头难,难在立项。无数次刷论文,无数次立项,又无数次推翻。

  “生物计算机具有巨大的应用潜力,而逻辑门是生物计算机的核心组成部分。”生物计算机的未来潜力,为她们提供了灵感:可以利用RNA开关构建逻辑门,并把它们作为未来生物计算机的基本元素。最终,团队经过多番讨论,思维碰撞,想法融合,决定选用具有低代谢压力和广泛的动态调节范围的toehold switch和3WJ repressor以构建不同类型的逻辑门,致力于收集和补充逻辑门的类型,优化RNA开关的动态范围,实现可组合性和多输入性。

  前期的头脑风暴,只为酝酿出一个最优方向,指引团队齐心协力朝一个目标努力。

“我们的座右铭是没有座右铭”

  iGEM团队,素来脚踏实地,真抓实干,只做实实在在的事,不追求空中楼阁似的座右铭。

  座右铭,她们没有,也不需要。

  攻金奖,便是她们的动力。

  不是非要到达高水准的目标,而是靠近目标。也只有把目标拉高,才有潜能的飞跃。

  方案的确立,搭建起了实验框架。2020年1月至3月,长达三个月的项目方案终于初步定下。然而,2020疫情影响了项目进度。因为未能返校,实验无法正常进行。然而,在4月到6月阶段,团队依旧马不停蹄,进行项目的human practice和education。

  期间,她们继续丰富合成生物学科普漫画册章节,让科普变得更加生动有趣。她们敏锐地意识到,生命科学在21世纪具有巨大的发展前景,而中国贫困地区的孩子们对生命科学领域依旧茫然。怀着一份社会责任心,在学校和学院团学组织助力下,团队对接上了云南省绿春县的中小学。她们以直播授课、视频录制及漫画科普等多种形式,用浅显易懂的话语,绘声绘色地将合成生物学、海洋生物学和基础生物前沿知识,播撒在孩子们求知的心田里。由浅入深,循序渐进,点燃起孩子们对生命科学的热情。

录屏授课

  Human practice 是对项目的实践意义的深入探讨,团队成员充分利用社会关系,从在线调研到实地采访。生物计算机是在电子计算机理论基础上发展起来的一个新概念,为充分认识生物计算机的潜在影响,她们意识到了解电子计算机现状的必要性。团队从社交媒体对计算机行业不同职业人员进行面试采访,“计算机的发展侧重于应用,主要是解决实际问题。目前,计算机是最热的领域,它可能在未来的很多方面取代人类......”无数的反馈都预示着计算机科学的朝阳前景,也坚定了团队的选题方向的正确性。

  然而,计算机的先进性引起她们的顾虑——生物计算机元素能否超过计算机速度?

  带着疑惑,她们向信息科学与工程学院的计算机科学与技术教授寻求帮助。教授们在生物计算机和电子计算机之间的关系为她们指点迷津。“现在电子计算机进行高性能计算,需要大量的能量,且对温度和湿度的要求很高。电子计算机是为了取代人类进行计算。相反,目前的生物计算机是为利用生物研究计算问题提供了一个新的视角。只要能评价其计算效率,生物计算机就可以为未来的计算方法提供一些可能性。” 亓琳教授的一番指点拨云除雾般,坚信了她们项目的科学价值。

  采访教授

  探索与创新,离不开对现有领域的深入认识。为了更多地了解生物计算机的概念和特点,她们咨询了曾经研究生物计算机的汪小龙教授:“生物计算机应该具有特殊的功能,最终将与电子计算机相得而起。”专业知识激励着她们考虑通过生物计算机设计实现生物功能,确定逻辑门设计应用于检测病毒。

  一滴水,只有放进大海才可以永远滋润万物,一个创新的小想法,只有融合多方的交流才可以趋向完美。iGEM团队积极地与他人分享她们的想法并吸取他人的有趣观点。她们在设计病毒检测的项目的ZJUT_China_B帮助下完成了病毒检测的设计;和NEU_CHINA的共享实验数据,完成了复杂电路的设计;与病毒相关的团队参加研讨会,她们与SMMU-China分享科普漫画,助力其他们病毒的知识宣传,合作制作小程序与手册;她们还通过线上会议参加华南区域会议、华东地区iGEM会议、东北沿海地区聚会2020-iGEM五校联盟会议、中国iGEMer社区会议、病毒相关研讨会多次研讨交流会议,在思维共享中相互促进,在沟通中相互完善。合作,使他们够共同进步。

科普漫画

  不打无准备之仗,不做无实际之事。求知、求索、求真、求实,贯彻在项目推进的每一个过程。长达两个月的多方位联系,从怀疑到肯定,从迷茫到坚信,iGEM始终脚踏实地,推进项目从零到一。

高压之下,动力迸发

  “一群神秘的人以神秘的方式组织起来,没日没夜,干着神秘的工作”——这是外界对于iGEM团队的大概印象。然而,这是一个分工明确、活力四射的学霸团队,云集各方大神——有使用数位板的灵魂画手,有自学成才的建模大佬,有敲写网页代码的程序员,有实操能手的实验员。从组队开始,按照惯例,队员被分成“干组”和“湿组”,而队长陈潮昕则是“干湿调节员”。“干组”主要负责网页美工和建模,“湿组”主要负责实验操作与探究。“湿组”的实验进行得火热时,“干组”的网页制作同步赶上。

湿组实验

  10月27日,Wiki Freeze关闭——每个iGEM团队都必须完成队伍网站所有建设。而网站建设与最终评奖有直接的关系,所以各个团队都会在deadline之前集中对网站进行建设、上传、修改等一系列收尾工作。一开始网页写好后,要直接上传到iGEM服务器,很多代码会和服务器里预先写好的代码有冲突,就会导致格式错误,所以通常调试代码的时间要远多于写代码的时间。

  在iGEM中,建模是贯穿整个项目环节中极其重要的一块。在项目前期要模拟RNA的二级结构,模拟RNA之间相互结合的结果,找到符合预期结构的序列以构建质粒;后期再通过实验进行验证。此外,她们还对输出的GFP表达水平进行模拟,模拟减法器的计算。编写相应的软件,将实验结果的数量级统一并给出划分的阈值。最后的实验结果和建模结果具有相同的数量级。一番繁复而艰难的过程,不得不令人赞叹背后的一群建模大神的“神预测”。“其实,我一开始不太懂建模,只能慢慢自己学,查资料翻论坛,然后自己不断试错,才能把程序写出来。”主要负责建模的吴琪诉说自己的心路历程。

  模型与实验紧密结合,预期与结果无声呼应,这大概是对她最自豪的时刻。

  8月团队返校,为将构想落地成现实她们只能快马加鞭。从实验室到师苑,过着两点一线的生活。这样子一群人,怀揣相同的目标,在同一条路上,在不同时刻,和时间赛跑。

  时间日复一日被压缩,每一个成员也不断承受着越来越高强度的“抗压训练”。实验教学示范中心科研创新实验室109是他们日夜不离的战场,B207研讨室成为她们的第二个宿舍。

  深夜,实验室,昏黄的走廊灯光下映射出几分寂静,队长陈潮昕因腿部受伤,加之身体疲惫,只能扶着楼梯,一步一阶,踉跄下楼。“好在实验大部分是坐着进行。”她戏谑地解释,庆幸腿部受伤不影响到实验进展——看似玩笑之语,却是一种对项目全心全意的负责。熬夜做实验,集体刷洗用完后的培养基,早班晚班轮流换......这都是队员们的真实生活写照。

  压力有两种,有的压力是外源性的,是来自外在世界的打击和挫折;有的压力则是内源性的,是来自于内心的压抑和自我的怀疑。而她们承受着双重的压力。

高强度的实验,高压力的生活状态,会不假思索地将个人和集体融为一体,每个人的生活似乎都上紧了发条。在这个特殊时期,有人由于身体原因选择退出,有人选择再挺一挺走到最后,但是,iGEM尊重每一个人的选择。做自己喜欢的事,是每一个人自己的选择。

  “会不会有撑不住的时候?”

  “会,但是——坚持意味着对团队负责,也意味着努力值得。”

  一群志同道合的人,是队伍的基础。

  她们也是普通人,也会喜欢吃喝玩乐,也向往浪涛碧海。无情的时间会催生无形的压力,当她们达到团队的压力极值点时候,当项目的一个小阶段小有成就时候,这群少女们会有半天“公休”。那时,她们在一起点外卖,也一起外出散心。

  “有时候,不是身体疲劳,主要是心理压力承受不住时才公休。”王婷说道。

  然而,10个月里,细数公休次数,不过3次。

  “压力大时候,我一般就是埋头干,做完一项任务所带来的成就感就可以减轻点压力。”队长陈潮昕是一个工作狂般的存在,始终有着一种“少说话多做事”的干劲。

其实,在外界看来的高压力,在她们述说中不过是轻描淡写的行动——因为你热爱你所做的事,你知道努力的价值。

  每天,她们在109实验室里制备合格的大肠杆菌、提取质粒、进行DNA分离纯化等实验。然而,单调沉寂的实验室却因为实验室调解员播放出的音乐而显得轻松愉悦。于是,109实验室有这样一群快乐少女,在音符的欢悦跳动之下,兴致高昂地做实验。

  那里,有太多攻坚克难,太多的相互鼓舞,太多的欢声笑语。

  11月14至16日,iGEM团队正式线上参赛。世界256支顶尖队伍参赛,经过层层选拔,她们脱颖而出。

比赛现场

  “最开心的时刻,大概就是听到我们被提名了!”

  团队的力量就在于,有一群人陪伴你共同承担压力,有一个群人和你一起向前冲,有一群人和人你共享成功的喜悦。

  当然,在这里,有得也有舍。为了项目,她们放弃一些东西。在2020秋季学期选课时期,团队约定将课程错开安排,从而保证项目每时每刻都在前进;大二至大三阶段,同龄人在参与各种各样丰富多彩的社团、SRDP、互联网+、挑战杯等项目,而她们,除了课业,就是iGEM;今年iGEM总部在美国波士顿,本是可以飞往波士顿的她们,错过了“和judge面对面交流的机会”,这是她们最大遗憾......

  “为什么这么拼?”

  “因为我们还年轻!”

  ——舒适与安逸,只会让年轻锋利的棱角打磨光滑。只有守住棱角,敢于闯练,敢于拼搏,去探索新的领域,去挑战新的未知,无论何时,都可以保有一份热血在心中发热。

  这便是OUC-iGEM,一支热爱学术的团队,一支高压高能的团队,一支欢脱活跃的团队.....而未来,又将有更多新生力量注入该团队,汇聚成一股鲜活力量,为海大再创奇迹!

记者:黄瑜晴 2019级食品科学与工程专业  图:来源于受访者

【新闻链接】

1、iGEM:国际遗传工程的机器设计竞赛(International Genetically Engineered Machine Competition,iGEM)始于2005年,每年由美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)主办,是合成生物学(Synthetic Biology)领域的国际性学术竞赛。

iGEM比赛要求学生自主选题,利用课余时间合作完成相应的实验工作,充分锻炼了学生的独立工作能力和团队协作能力,同时也培养了学生对于科学的热情。参赛学生可将研究所取得的有用成果提交给MIT的竞赛组委会,供全球的科学家共享参赛队伍的研究成果。此外该项竞赛为不同国家、不同专业的大学生提供了一个相互交流的国际舞台。

2、2020年 OUC-CHINA iGEM团队:指导导师为海洋生命学院刘晨光教授、海洋生命学院隋正红教授。成员组成为2018级生物技术陈潮昕,2018级生态学吴琪,2018级生物科学柯清滢,2018级生物科学牛悦,2018级食品科学与工程王婷,2018级水产养殖学张伊凡,2018级化学魏费雯。

团队以海洋生命学院学生为基础,集合各个学院各个专业领域的学生,实现综合性的项目运行。今年iGEM在全球疫情的背景下举行,参赛队伍克服了诸多困难。同时,这也是海洋生命学院生物科技协会自2011年以社团之力自行组建iGEM团队后第十次参加iGEM。

十年前,合成生物学在我国并非一个广为人知的领域,生命科协为建立iGEM团队和实验室付出了巨大的努力和代价。十年后,在iGEM赛场之外,合成生物学已经成为全球各科技强国竞逐的热点研究领域。据统计,中国在合成生物学领域的论文数量已位居全球第二,仅次于美国,占全球论文总量的10.61%。新一代生物科技人才正推动着我国从“生物科技大国”到“生物技术强国”的转变。而海大iGEM团队利用合成生物学等交叉学科,在细菌群体感应、检测赤潮、简化磁力的产生、通过浒苔生产新能源以及各种基础研究等领域下做出了自己的贡献。  

3、Wiki:是一种在网络上开放且可供多人协同创作的超文本系统,支持面向社群的协作式写作,同时也包括一组支持这种写作。Wiki站点可以有多人(甚至任何访问者)维护,每个人都可以发表自己的意见,或者对共同的主题进行扩展与探讨。

编辑:黄瑜晴

责任编辑:罗文文

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