喜报｜广雅学子获国际基因工程大赛金奖：实现快速检测食品致病菌

合成生物学领域的最高国际性学术竞赛

由麻省理工学院（MIT）创办，每年举办一次，是以合成生物学为核心多学科交叉国际级科技竞赛，其理念在于鼓励学生积极创新，用创新去改变世界。

自2005年发展成国际学术竞赛，从最开始的大学生组一个组别（不足10支队伍）参赛发展至今成为涵盖高中、本科、研究生以上三个组别。要求学生自主选题，融合科学、技术、商业、工程、设计等各个方面，不仅是理论和设计的竞赛，还涉及生物实验、数学建模、社会调研、网站设计、宣传海报、英文演讲陈述和举办相关的科普地面活动等。

参赛学生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，为不同国家、不同专业的学生提供了一个相互交流的国际舞台；参赛队伍的相关研究成果常年发表于Nature, Science, Scientific American, Economists等顶尖一线学术期刊。

合成生物学是21世纪生物学领域新兴的一个分支学科，是分子和细胞生物学、进化系统学、生物化学、信息学、数学、计算机和工程学等多学科交叉的产物。未来的创新在于基因，不少国家已经开始着手合成生物学领域的攻城略地，竞争趋势初见端倪。据不完全统计，除了民间资本以外，美国政府出资资助的合成生物学研究项目2008年、2009年两年来已近40项；欧盟2007年启动了《合成生物学新出现的科学技术》引导项目共18项。2011年我国也启动了“973”合成生物学的研究项目。

而以合成生物学为主题的iGEM竞赛，采用“自下而上”正向工程学策略，通过元件标准化，模块化，适配底盘，按照电子工程学原理和方式设计、模拟，构建简单的、可被调控的基因线路模块，致力于解决世界难题，比如粮食危机、环境治理、能源危机等。

这次广雅团队参赛的项目是关于智能手机集成纸传感器和噬菌体结合蛋白检测食源性病原体。根据世界卫生组织2020年的统计，全球每年有6亿人(最多每10人中就有1人)因食用受污染的食物而食物中毒，42万人死于同样的原因。食品致病菌已造成多起中毒事件，食品安全问题不断恶化。

由于食品和水源受到食品致病菌的污染，在工厂生产和日常生活中，食品极易受到致病菌的污染。如果处理不当，很容易引起一系列身体不适和中毒事件。其中，致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、副溶血性弧菌、肠球菌是食物中毒的主要致病菌。如何方便、快速地检测出食品中的致病菌，对保障食品安全至关重要。目前的细菌检测技术包括聚合酶链式反应(PCR)、基因芯片技术和样品保存技术。然而，需要专业的设备和技术人员。噬菌体RBP在检测中具有特异性强、对人体无害等优点。噬菌体和噬菌体受体结合蛋白具有与目标细菌高亲和力和特异性的结合能力，这使得它们在基于生物传感器的检测中用作亲和分子，而不是其他生物探针，如抗体，当与磁性纳米粒结合时，用于细菌富集和检测。

与其他可用的方法相比，广雅团队的工具灵敏、快速、廉价、便携、易于操作，不需要设备、实验室设置和专业人员。因此，广雅团队的工具可以广泛应用于各种条件下，如家庭和经济条件差和实验室检测资源落后的偏远地区。

为参赛制作的项目宣传介绍视频

Q：首先恭喜你们在这次国际赛事当中拿到了金奖的好成绩！真的非常棒。可以跟大家分享一下你对于获得这样成绩的心情吗？

刘晨熙：还挺惊讶的，没有想到过会拿到这样的成绩。比赛当时是直播出成绩，现场 PPT出了点问题，没有放全所有的得奖的人，我也没有看见。后来官网上面登了结果，我最初都没有打算看金奖，后来看银奖铜奖都没有，我就以为我们都没有奖。

Q：你们在团队当中分别主要负责的哪一部分的工作？

刘晨熙：我主要是分配任务。因为我不算是知识层面掌握程度最高的，团队里有些同学更加擅长，因此我不是主要负责学术。后来大家写论文基本上都要接触和实验有关的知识，我主要分配每个同学比较适合写哪个部分，大家各自负责自己的板块，然后统筹的工作。

朱桐乐：我在团队中担任干队队长，就是负责除了湿队实验室之外的文书，pv视频（promotion video，宣传介绍视频，以下简称“pv视频”），活动策划，账号管理等。但其实我们组由于人数较少，大家干队湿队的工作都会做，每个人都挺了解我们的实验和项目背景的。

龙震霆：我担任湿队队长（就是主要负责实验室相关），负责安排和记录实验室方面的工作。同时我也是搭建团队网页的主力。硬件，建模方面我也有参与。

Q：你认为对于团队合作而言，什么才是最重要的？如何才能把团队工作做好？

刘晨熙：最需要首先要把自己的工作先干好，其次一定要乐观。在别人消极的时候能够振奋团队。比如说到比赛筹备后期，大家都有很多其他的工作要做，比如标化考试，时间安排上也比较紧。所以要表现出来，虽然其他工作也很忙，但是我们还是要把这个事情干好。

此外，团队合作很需要凝聚力，需要大家非常希望并且积极的去做这件事。团队成员之间应该多多交流想法，把大家每个部分的信息流通起来。

吴卓：The  efficient completion of a project requires teamwork to work efficiently with clear tasks. Every member of the team needs to do their parts and make contributions. Without good coordination, there is often a situation of catching up deadline.

Q：你们的团队合作过程当中有没有出现过什么矛盾？你是在其中怎么样去试图化解它的？在整个比赛过程当中，你们遇到最大的困难是什么？

朱桐乐：我认为最大的困难是关于菌种的检测，我们换了很多次菌种为了达到标准或者为了检测更明显。实验中会经常出现没有什么结果或者和我们预期不一样的情况，只能一直尝试，多失败几次就离成功不远了。

王崇治：在整个比赛过程中，我们有遇到因为没有人常驻在实验室所以下一组的人不知道上一组的人做的实验的细节，又得麻烦负责带我们的博士反复讲解整个实验流程。关于这个问题，我们叫了2-3个同学专门负责记录实验过程并且公开给所有小组成员，以此解决了这个问题。

龙震霆：最大的困难其实主要是实验方面。当时实验的一个部分就是确认显色底物的特异性，在测试一个菌株时一开始做了好几次实验都没有显色。然后我们做了很多的假设和实验去排查可能的原因。这个实验拖了很久，其他都几乎做完了才把这个问题解决了。这个实验主要我在做，因此印象特别深刻。

Q：我看到你们为本次比赛也进行了长达6个月的准备，在这一段时间中，你有没有什么印象非常深刻的事情想要跟大家讲讲？

刘晨熙：最印象深刻可能是我们在学校里搞活动；还有中期暑假的时候去做实验。这段时间很有意思，因为大家都很少进到大学院系里学习怎么做实验。大概一个月的时间都泡在实验室里，整只团队的人都很齐，效率也很高。

朱桐乐：印象最深的是8月份pv视频的制作。那时候大家任务都很重，比如需要准备雅思、托福考试。而我们的pv视频压力很大，需要短时间内做完，我还记得我在截止日期前一晚上熬到了凌晨三点来剪视频。

Q：对于高中生来说，日常的课业学习就已经十分饱和。但你还要抽出时间去准备如此耗费精力的比赛，你是如何平衡花在比赛上的时间、日常课程的学习时间以及课余时间的？

朱桐乐：项目刚开始的时候是最忙的，那时候要确认选题，确定公宣文案，筹备活动，创建各种账号。而且忙项目的时段离期末考很近，所以我的晚修会分一半给复习一半给iGEM。

这时候很需要高效处理事情，我觉得我还蛮擅长的，因为我是专注下来效率很高的人。我们的实验是在暑假做的，21天泡在华南理工的实验室里。那时候我不仅每天要做pv视频，还要每天往返从家里到华南理工。

感觉那时候睁眼是iGEM，闭眼也是iGEM。有空的时候就赶一赶老师的暑假作业。后来高二开学，项目已经接近尾声了，那时候就是各种查漏补缺，各种文案的最终定稿，所以在那段时间我会把iGEM的事情优先处理。特别是准备最终答辩的那两天，暂时放下其他事物，专注于理顺整个项目的逻辑和我的汇报文稿。

龙震霆：我认为是有取舍地进行。为了参加这个比赛，我放弃了参与假期数学竞赛的培训。同时，备考方面的时间也因为这个项目缩减了下来，为了平衡只能提高做作业的速度尽可能多留出一些时间。参与iGEM让我体会到了多重压力的感觉。在参与前，我只需要一心在校内学习上，但参与后，我不仅要确保完成校内作业，还得赶项目的ddl，可以说这段时间压力还是挺大的。这也让我学会了在特定时间内只做好一件事，避免一心多用。想必这对我以后生活中多方压力的处理有训练的作用。

Q：对于周期如此长又如此困难的一个比赛，作为队长还需要平衡时间、统筹团队，有没有想过放弃？

刘晨熙：没有想过，既然都参加了就肯定不能放弃。但是如果放在一个更轻松的时间段，可能会完成的更好。

Q：你觉得在准备比赛的过程中，你学到了什么？让你最得到锻炼的是哪一个部分？

龙震霆：在这个比赛中学到了不少东西，无论是科学素养还是实践技能。科学素养的话，来到了真实的实验室，亲自做实验，自然学会了在现实条件下怎么分析。还有科研中必须的查找，阅读文献资料的方法，也被我应用到了课内的学习中。还有文稿的写作、解释原理的能力，在大量文稿写作中也有了提高。至于实践技能，就好像学会编辑网页，做示意图等一些比较实用的技能。

田一哲：毫无疑问我和我的队友们在这次知识要求高，任务多，时间紧的iGEM比赛中都得到了难得的成长。作为颇具知名度和学术影响力的国际赛事，iGEM决不是按部就班，谨小慎微地做实验就可以收获成果的，我们在一次次突破中不仅拉近了自己与其他优秀参赛者的差距，也充分提升了自己的学科视野，学科研究经验，学术素养和学科知识。让我们在积累了经验，在成长的关键时刻获得了关键的成长，在发展的大好时机得到了充分发展。

王崇治：我学到了很多，比如如何使用振荡器，离心机，生物安全柜等实验室的实验器材，这些知识帮我提前熟悉了走科研这条路有可能遇到的各种困难以及有趣的事，使我对自己未来的规划有了一个广泛的看法。我还参观了华南理工的大学，体验了华南理工大学的美味的饭堂等等。以后，我将会再接再励，争取达到更高的高度！

吴卓：Maybe it seems interesting to do an experiment in the laboratory. But actually it's sometimes boring for us to do so in person. It means you need to do some repeated and boring task especially in biological experiments. I believe this is very common in scientific research. It is difficult to stick to it without a complete love. Besides, you need to wait for the results, waiting for them to grow and reproduce. 

欧阳鑫品：我在准备项目的过程中增进了很多技能，例如有效收集信息的方法，生物实验的技能等。我对实验室不再陌生，也学会了怎么把一件事情表达清楚，也掌握了基础的网页语言、编辑处理等。这次比赛也让我懂得充分沟通和时间管理对于一个团队的重要性，也让我积累了宝贵的经验。

覃佳睿：这是我高中以来第一次参加这种团队比赛项目，同时我也接触到了许多远远超出我目前学习范围的知识。比如说在华工那边的实验室使用离心机、PCR扩增仪、跑电泳等。从这次比赛中，我得到的最大收获是cooperation，因为我们组内成员擅长的领域都不太一样，有人擅长网页设计，有人擅长整理数据，有人擅长presentation时的表达，等等。这让我发现一次成功的团队合作一定是基于每个人发挥自己最大的长处。总之这是一段非常难忘的经历。

Q：对于本次获奖你有没有什么想要感谢的人？

刘晨熙：当然首先要感谢团队里的同学们，大家都付出了很多努力。感谢学校，感谢老师们，从建队开始一直以来的陪伴和指导。感谢爸爸妈妈们，他们给予了大家强大的支持。此外还要感谢大赛的组委会，让我们高中生有这么好的锻炼会。