11月4日，波士顿时间11月3日，2014年“国际基因工程机械设计大赛（IGEM）”在麻省理工大学落下帷幕。由我校学生组成的NJAU-China团队荣获该赛事银奖。
国际基因工程机械大赛，简称IGEM，是合成生物学领域国际顶级性大学生学术竞赛。合成生物学试图重设计现有天然的生物系统，或是设计和构建人工生物组件和系统，其目的在于通过了解天然生物体系的运作机理来创造全新的生物体系。
“不容易，真是不容易”， 生科学院辅导员老师杨博接连用了几个“不容易”来表达自己的惊喜，她又蹙了蹙眉，认真地对记者说：“其实，这几个孩子真的很投入，他们遇到了很多困难，还能一步步坚持到最后，取得这样的成绩是他们应得的回报。”
杨老师说的不容易，不仅仅是指他们代表学校第一次参加这样的国际大赛就获得好成绩，还有他们在时间不够、积累不够、资金不够的情况下，却打赢了比自己有经验有准备的对手。
初生牛犊
“如果我们改变一个人的某个基因，赋予别人达不到的能力，他就变成了超人。合成生物学就是要改变生物的基因，给它我们想要的能耐。是不是很棒？”
徐烜来自生物技术专业，他从小就是个科幻迷。今年3-5月，徐烜、李慧玉所在的生命科学学院承办了一次基因工程机械大赛方案设计比赛。学院本意是给爱好合成生物学的同学们来一次练兵，几个同学们却因此对合成生物学产生了强烈的兴趣。大家坐下来商量了一下，竟然初生牛犊不怕虎，打算自己报名参加由美国麻省理工学院创办、面向全球高校大学生的国际基因工程机械设计大赛。
李慧玉、蒋振雄、徐烜、周朋、张璇、孙智、赵超然、谢潇雨、王若愚、梁峰……这17个来自生科学院和信息学院的同学们组成一个团队。他们要在世界舞台上挑战自己。
决定参赛的第一刻起，同学们就有了紧迫的意识。参赛高校选派的代表队一般都是提前一年备战，而南农大的这些同学们下决心的时候，离比赛开始只有不到半年的时间。
这时候，辅导员杨博老师听说了他们的情况。经验不足，时间不足，只有请这方面的“大腕”儿专家帮忙了。她立即把这些“烫手山芋”带到了国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者、教育部新世纪优秀人才蒋建东教授面前。就这样，在蒋教授的实验室里，一群就是不怕虎的初生“牛犊”，开始了选题和试验。
玩转合成生物
凭借着深厚的农业环境微生物相关专业知识，通过对往年参赛课题的考察，再经历几番周折，同学们选定了以大肠杆菌吸附铜离子为课题。
在如今的农业和水产养殖过程中，铜离子超标严重影响着水中动植物的生产，乃至人类的健康和饮食安全。每立方米2毫克的铜离子便会对藻类产生致死的影响，从而破坏整个生态网。团队从嗜热乳酸链球菌中克隆出谷胱甘肽，创造出一种能高效表达还原性谷胱甘肽的大肠杆菌，利用还原性谷胱甘肽对金属离子的螯合作用，进入胞内的铜离子并使螯合物驻留于胞内，从而达到吸附去除铜离子的目的。考虑到进入胞内的铜离子有限，小组大胆尝试当下最新的一类基因定向沉默技术CRISPRi对大肠杆菌的一个铜离子运出通道的蛋白基因进行可逆沉默，使铜离子运入速率大大高于运出速率，从而保证胞内铜离子和谷胱甘肽的高效络合。出于安全起见，小组通过设计一个小型过滤器模型使得细胞和高分子物质不能外渗而外界的铜离子可以自由进入，从而保证基因工程菌株不会逃逸到外界环境中造成生态安全问题。
通俗地说，他们的研究一方面使得基因工程改造的大肠杆菌带着铜离子的“吸附器”谷胱甘肽，另一方面又关闭了铜离子流出的通道。来自南农大的这些二、三年级本科生，“玩转”了合成生物，制作了这种双重保险，显著提高了这种大肠杆菌吸附去除铜离子的能力，研究的成果最终得到国际顶级专家的认可。
背后的艰辛
这个团队里的成员都是来自本科的科研新手，不仅没有从事科研课题的经验，甚至连基本的试验设备也没有。在实验室里，重要的仪器往往只有一台，当然要优先供从事科研的老师和研究生师兄们使用。团队成员白天要上课，只能利用别人休息的时间通宵进行数据测定和讨论分析。而开始实验的时候他们才意识到，大家的实验基础几乎都是从零开始，只能从实验设计开始慢慢打磨。
由于必然要比别人多走些弯路，试验的过程似乎从一开始就注定了漫长。有一次用绿色荧光蛋白荧光强度来检测启动子的效率，这项常规试验，同学们花了一个多月的时间，光是荧光照片就拍了2万多张。五六平方的小空间里，没有窗户，不能开灯，几个同学在这里呆了三四天。谈起这段经历，理科基地班的蒋振雄印象很深：“眼看就要到数据的截止日期了，心里着急啊，根本睡不着，也没心思吃饭，整天就闷着头做。有谁想起来了给我们带点吃的。”在这一个多月里，大家自己查，自己做，不断地讨论失败经验与改进方案。队长李慧玉说，平时生活中觉得12点睡觉晚了，做课题的时候，凌晨两三点能上床睡觉就觉得挺心满意足了。
徐烜被大家戏称为“professor XU”。每次试验遇到困难，徐烜总是督促大家查阅文献、分析前人的实验步骤、上论坛求助。他告诉记者，最有趣的事情莫过于转化的菌株长出来了、转进去的GFP看到了荧光、跑的电泳胶上有了想要的条带……
从波士顿捧着证书回来，李慧玉告诉记者，大家感觉最重要的收获不是获奖，而是这个过程中对个性的磨练和科研技能的提高。“遇到很多困难，我们坚持下来了，所以我们成了。”这种在农大校园里和科研过程中养成的坚忍不拔的精神，是大家弥足珍贵的人生财富。
国际基因工程机械大赛，简称IGEM，是合成生物学领域国际顶级性大学生学术竞赛。合成生物学试图重设计现有天然的生物系统，或是设计和构建人工生物组件和系统，其目的在于通过了解天然生物体系的运作机理来创造全新的生物体系。
“不容易，真是不容易”， 生科学院辅导员老师杨博接连用了几个“不容易”来表达自己的惊喜，她又蹙了蹙眉，认真地对记者说：“其实，这几个孩子真的很投入，他们遇到了很多困难，还能一步步坚持到最后，取得这样的成绩是他们应得的回报。”
杨老师说的不容易，不仅仅是指他们代表学校第一次参加这样的国际大赛就获得好成绩，还有他们在时间不够、积累不够、资金不够的情况下，却打赢了比自己有经验有准备的对手。
初生牛犊
“如果我们改变一个人的某个基因，赋予别人达不到的能力，他就变成了超人。合成生物学就是要改变生物的基因，给它我们想要的能耐。是不是很棒？”
徐烜来自生物技术专业，他从小就是个科幻迷。今年3-5月，徐烜、李慧玉所在的生命科学学院承办了一次基因工程机械大赛方案设计比赛。学院本意是给爱好合成生物学的同学们来一次练兵，几个同学们却因此对合成生物学产生了强烈的兴趣。大家坐下来商量了一下，竟然初生牛犊不怕虎，打算自己报名参加由美国麻省理工学院创办、面向全球高校大学生的国际基因工程机械设计大赛。
李慧玉、蒋振雄、徐烜、周朋、张璇、孙智、赵超然、谢潇雨、王若愚、梁峰……这17个来自生科学院和信息学院的同学们组成一个团队。他们要在世界舞台上挑战自己。
决定参赛的第一刻起，同学们就有了紧迫的意识。参赛高校选派的代表队一般都是提前一年备战，而南农大的这些同学们下决心的时候，离比赛开始只有不到半年的时间。
这时候，辅导员杨博老师听说了他们的情况。经验不足，时间不足，只有请这方面的“大腕”儿专家帮忙了。她立即把这些“烫手山芋”带到了国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者、教育部新世纪优秀人才蒋建东教授面前。就这样，在蒋教授的实验室里，一群就是不怕虎的初生“牛犊”，开始了选题和试验。
玩转合成生物
凭借着深厚的农业环境微生物相关专业知识，通过对往年参赛课题的考察，再经历几番周折，同学们选定了以大肠杆菌吸附铜离子为课题。
在如今的农业和水产养殖过程中，铜离子超标严重影响着水中动植物的生产，乃至人类的健康和饮食安全。每立方米2毫克的铜离子便会对藻类产生致死的影响，从而破坏整个生态网。团队从嗜热乳酸链球菌中克隆出谷胱甘肽，创造出一种能高效表达还原性谷胱甘肽的大肠杆菌，利用还原性谷胱甘肽对金属离子的螯合作用，进入胞内的铜离子并使螯合物驻留于胞内，从而达到吸附去除铜离子的目的。考虑到进入胞内的铜离子有限，小组大胆尝试当下最新的一类基因定向沉默技术CRISPRi对大肠杆菌的一个铜离子运出通道的蛋白基因进行可逆沉默，使铜离子运入速率大大高于运出速率，从而保证胞内铜离子和谷胱甘肽的高效络合。出于安全起见，小组通过设计一个小型过滤器模型使得细胞和高分子物质不能外渗而外界的铜离子可以自由进入，从而保证基因工程菌株不会逃逸到外界环境中造成生态安全问题。
通俗地说，他们的研究一方面使得基因工程改造的大肠杆菌带着铜离子的“吸附器”谷胱甘肽，另一方面又关闭了铜离子流出的通道。来自南农大的这些二、三年级本科生，“玩转”了合成生物，制作了这种双重保险，显著提高了这种大肠杆菌吸附去除铜离子的能力，研究的成果最终得到国际顶级专家的认可。
背后的艰辛
这个团队里的成员都是来自本科的科研新手，不仅没有从事科研课题的经验，甚至连基本的试验设备也没有。在实验室里，重要的仪器往往只有一台，当然要优先供从事科研的老师和研究生师兄们使用。团队成员白天要上课，只能利用别人休息的时间通宵进行数据测定和讨论分析。而开始实验的时候他们才意识到，大家的实验基础几乎都是从零开始，只能从实验设计开始慢慢打磨。
由于必然要比别人多走些弯路，试验的过程似乎从一开始就注定了漫长。有一次用绿色荧光蛋白荧光强度来检测启动子的效率，这项常规试验，同学们花了一个多月的时间，光是荧光照片就拍了2万多张。五六平方的小空间里，没有窗户，不能开灯，几个同学在这里呆了三四天。谈起这段经历，理科基地班的蒋振雄印象很深：“眼看就要到数据的截止日期了，心里着急啊，根本睡不着，也没心思吃饭，整天就闷着头做。有谁想起来了给我们带点吃的。”在这一个多月里，大家自己查，自己做，不断地讨论失败经验与改进方案。队长李慧玉说，平时生活中觉得12点睡觉晚了，做课题的时候，凌晨两三点能上床睡觉就觉得挺心满意足了。
徐烜被大家戏称为“professor XU”。每次试验遇到困难，徐烜总是督促大家查阅文献、分析前人的实验步骤、上论坛求助。他告诉记者，最有趣的事情莫过于转化的菌株长出来了、转进去的GFP看到了荧光、跑的电泳胶上有了想要的条带……
从波士顿捧着证书回来，李慧玉告诉记者，大家感觉最重要的收获不是获奖，而是这个过程中对个性的磨练和科研技能的提高。“遇到很多困难，我们坚持下来了，所以我们成了。”这种在农大校园里和科研过程中养成的坚忍不拔的精神，是大家弥足珍贵的人生财富。