华中农大，全球金奖！

华中农业大学

2024-11-14 18:19华中农业大学官方账号

图片




近日

2024年国际基因工程机器设计大赛

（International Genetically 

Engineered Machine Competition，iGEM）

在法国巴黎落幕

华中农业大学iGEM代表队（HZAU-China）

从全球438支参赛队伍中脱颖而出

荣获金奖

这是华中农业大学iGEM团队

第九次斩获该赛事金奖



图片
我校iGEM团队项目界面（生命科学技术学院 供图）

今年华中农业大学iGEM团队参赛项目为“Bacillus Gemini: Plant Guard & Nematode Buster”，该项目针对农业生产中的植物线虫病害，创新运用合成生物学手段，开发出一种多功能芽孢杆菌。这种新型微生物能够激活植物免疫，通过多种途径杀灭线虫，并促进多功能芽孢杆菌在根际和叶际的持久定殖，为解决线虫病害提供了新方法。

项目灵感源于HZAU-China团队成员的集体头脑风暴，结合广泛的文献调研和专业教师的咨询反馈，团队最终从四个备选项目中确定该主题。

团队选用融合了SpyCatcher/SpyTag系统的MS2病毒样颗粒作为功能蛋白的核心载体，并确定使用NahR蛋白与sal启动子感应植物线虫损伤引起的水杨酸水平上升，表达经过改造的MS2衣壳蛋白、植物免疫激活蛋白VDAL和线虫杀伤蛋白Cry6Aa2，并组装形成病毒样颗粒，组装完成的病毒样颗粒受到HrpRS双组分信号转导系统来控制裂解释放。与此同时，工程菌还可以持续表达乌头酸异构酶以及壁磷壁酸合成酶等基因，提高工程菌的线虫杀伤能力和定殖能力。

在项目验证阶段，建模小组成员运用常微分方程模拟了基因回路开启后关键基因的表达水平，为基因回路的设计与优化提供了科学依据。同时，通过三维对流扩散模型模拟了反式乌头酸在土壤中的扩散范围，并利用文献数据拟合的剂量-效应曲线，评估了反式乌头酸对线虫的杀伤效果，为实验结果增加了理论支持。此外，建模小组还采用分子模拟技术，模拟了自然温度条件下乌头酸异构酶与底物分子的对接构象变化，并尝试通过虚拟突变筛选提升水杨酸生物传感器的性能，为后续研究工作打下了基础。

图片
HZAU-China团队合影（生命科学技术学院 供图）

本次参赛队伍HZAU-China由生命科学技术学院发起组队，队员由生命科学技术学院、信息学院、动物科学技术学院-动物医学院、植物科学技术学院，水产学院和文法学院等6个学院的22名本科生组成。在项目探索过程中，师生共研同学，融创致新，华中农业大学何进、马彬广、周志鹏、赵凌等老师对项目进行了全程指导，齐迎春、袁继红、夏春皎和吴珊玉等老师保障了项目实验的顺利开展，信息学院王晓聪老师为数模工作的开展提供了服务器计算资源，彭东海、严顺平、郭晓黎和王高峰等老师针对线虫病害及防治策略进行了指导。

队长申瑞辰在赛后谈道：“从备赛到比赛的两年中，我深刻感受到了学科交叉融合和团结奋进的力量。我们的团队成员来自于生物学、工程学、计算机科学、人文社科相关的多个学科专业，跨学科协作让我们可以从不同维度获取灵感、验证构想。从自主选题、查阅文献到设计实验方案，从实验验证到计算机模拟，每个过程都让我们受益颇深。虽然在项目开展过程中遇到了很多困难，但我们相互鼓励，坚持探索，在老师们的支持和帮助下不断开拓进取，这段难忘的经历必将激励我们在人生路上乘风破浪，追求卓越。”

本次总决赛吸引了全球50多个国家和地区438支代表参加，其中包括哈佛大学、剑桥大学、麻省理工学院、斯坦福大学、清华大学、北京大学、华中农业大学等在内的学府，经过激烈角逐，大赛最终评出金奖210个、银奖135个、铜奖25个。

iGEM由美国麻省理工学院于2003年创办，是全球生物技术前沿领域合成生物学的顶级科技赛事，参赛队伍需要利用合成生物学的手段设计和重构人工生物组件和系统来解决实际问题，并通过数学模型验证及人类实践活动证明项目的可行性。该大赛赛况和研究成果每年都受到《科学》（Science）、《自然》（Nature）、《科学美国人》（Scientific American）、《经济学家》（The Economist）等国际学术期刊以及BBC英国等媒体广播公司等媒体的广泛关注和专题报道，具有广泛的国际影响力。



2024年HZAU-China队员名单 

（按姓氏拼音首字母排列）


队长：申瑞辰 张原浦


实验组：陈屴则 刘浩震 罗泽坤 涂贝尔 王睿佳 王鈺翔 杨文韬 张原浦


建模组：陈韬 耿昕怡 申瑞辰 涂楚仪 杨钰乾 曾顺瑶


人类实践组：李沐阳 孙心聪 应煜钥


网页美工组：陈僖 郭姗姗 孙海琦 王柳懿 王诗雨





文 | 申瑞辰 梅斌

编辑 | 匡敏