交大要闻

上海交通大学两支代表队双双斩获iGEM国际基因工程机器大赛金牌

北京时间11 月 5 日凌晨,为期5天的2019年合成生物学领域国际顶尖赛事——国际基因工程机器大赛(iGEM)在美国波士顿的海因斯会议中心落下帷幕,全球375支队伍共襄盛举。上海交通大学SJTU-BioX-Shanghai队和SJTU-software队分别凭借“CRISPR脱靶检测与存储”项目和“Phosyme”项目双双斩获金牌,其中“CRISPR脱靶检测与存储”项目还获得最佳创新应用项目提名奖,再一次展现了交大学子的实力和风采!

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2019 SJTU-BioX-Shanghai团队

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2019 SJTU-Software团队

iGEM每年都吸引了全球数百支队伍参赛,参赛代表队来自包括麻省理工学院、哈佛大学、剑桥大学及清华大学、北京大学、上海交通大学等国内外知名学府,竞争激烈。

 SJTU-BioX-Shanghai团队依托于Bio-X研究院“合成基因机器学生科技创新工作室”,指导老师为院士贺林、副教授马钢和老师王毓舒,往届队员担任团队顾问,成员由来自生命科学技术学院、医学院、致远学院等15名本科生组成。

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脱靶(诱饵)序列的预测,脱靶实时监测及CRISPR存储系统

本次SJTU-BioX-Shanghai团队参赛项目运用合成生物学方法对当前CRISPR技术的瓶颈——脱靶问题提出了新的解决方案。与以往降低脱靶概率和依赖测序检测是否脱靶不同,团队通过数学建模从基因组中筛选出具有潜在脱靶概率的非目标序列作为“诱饵”,构建了转录激活、实时检测、生物存储三个层次的模块化装置,为DNA编辑中的脱靶效应提供了快速和经济实惠的检测方案。同时,为解决生物存储可能存在的信息丢失及错译问题,团队借用二维码原理开发出适用于生物存储编码和解译的软件。另外,团队还提出了普适于所有 iGEM 团队的L-M-P-H-E新模型,为今后项目Human Practices 制定新的思路与标准。项目立题角度新颖,可行性强,与基因编辑前沿热点联系紧密,为快速检测脱靶提供了具有启发性的研究思路,具有良好的应用潜力,获得了评委的一致肯定和充分赞扬。

SJTU-software团队由生命科学技术学院教授韦朝春、陈峰、欧竑宇、博士张岳以及老师吴茂英担任指导教师,成员由来自生命科学技术学院、电子信息与电气工程学院、设计学院、农业与生物学院和生物医学工程学院的14名本科生组成。团队参赛项目名为“Phosyme”,是一个在线的合成生物学网站,整合了植物Biobricks和植物代谢信息的数据库,并包含与植物合成生物学相关的几个工具。

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Phosyme项目主页

团队经调研后发现,现有植物合成生物学网站的数据和工具不足以满足目前科研需求,同时iGEM官方搜索网站存在数据信息不完善、搜索引擎有缺陷等问题,给研究植物底盘合成的 iGEM 队伍带来诸多限制。基于此,SJTU-software团队建立了一个在线的合成生物学网站“Phosyme”,包含PartData、PlasmidData和MetaData三个数据库,整合了植物Biobricks和植物代谢信息的数据库;并提供了三个工具,其中Prediction功能基于卷积神经网络CNN模型对于大量数据进行训练,提供了光合固碳过程中酶序列与底物反应概率的预测服务。此外,网站还提供化合物分子结构可视化和SBML 在线修改和导出以及格式转换的功能。Phosyme给用户提供了一种比较完整的体验,数据库与工具的整合设计特别是深度学习在合成生物学的应用受到其他参赛队伍和评委的关注和夸赞,一致建议继续深入开发。

从2009到2018的十年间,上海交大两支代表队共收获十二金一银二铜的佳绩,并曾荣获亚洲冠军、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。2019 届队员秉承“精勤、力行、求真、务实”的奋斗精神,实现了实验、建模、设计、社会的交互融合,在前沿生物学的世界舞台上再一次捍卫了交大荣誉。

SJTU-BioX-Shanghai团队、SJTU-software团队
生命科学技术学院