华中农业大学iGEM团队赴美国波士顿参赛并第六次摘金

一、基本情况

时间：2019年10月29日-11月7日（其中境外停留时间10月30-11月5日共7天）。

团队成员：包括3名带队老师和6名本科生。带队老师：贺继鸿（生科院）、马彬广（信息学院）、何 进（生科院）。参赛学生：饶希晨（17级生物科学本科）、胡佳妮（17级生物技术本科）、田若楠（17级生物信息学本科）、饶 昊（17级生物科学本科）、吴仲胜（17级生物科学本科）、黄卓淇（16级生物信息学本科）。

比赛结果：荣获2019年国际遗传工程机器设计大赛（简称iGEM）金牌。

国际遗传工程机器设计大赛（iGEM)，英文全称为International Genetically Engineered Machine Competition，是合成生物学领域的国际权威大学生学术竞赛，具有广泛的国际影响力。2019年度共有来自5大洲70多个国家或地区的近5000名学生齐聚波士顿参与比赛角逐。参赛队伍包括麻省理工学院、哈佛大学、耶鲁大学、牛津大学、斯坦福大学等世界知名大学的代表队。北京大学、清华大学、浙江大学、中国科技大学、复旦大学等高校也均组队参赛。

二、具体行程

往返行程：2019年赴美iGEM参赛团队一行9人，10月29日从武汉出发抵达北京，30日北京出发，当地时间30日下午抵达。当地时间11月5日波士顿出发返程，北京时间11月6日抵达上海，11月7日由上海出发并于当天下午抵达武汉。具体航班信息如下：

参赛行程：当地时间10月31日会场注册，领取材料，获取展位，并张贴海报。当地时间11月1日上午8点举行2019年国际遗传工程机器设计大赛开幕式，9点开始分组比赛。其中，我校iGEM团队于11月3日下午15:00-15:30汇报展示，其余时间每天上午8:00到晚上20:15分均为海报展示、参会交流和评委评判时间。4日全天为大赛闭幕式，上午为候选冠军团队集中展示汇报，下午为主题报告、颁奖典礼及团队互动交流环节。

三、参赛信息

2019年，共有来自全球70多个国家或地区的343个队伍现场参加比赛。

我校2019年iGEM团队由生科院、信息学院、水产院、动科动医学院和工学院的近20名本科生组成，指导教师包括马彬广、何进、王璕等老师。HZAU-China团队本次参赛项目的灵感来源于一位小朋友。在一次“未来科学家班”的实验课上，一名小朋友一边翻着爸爸手机上的照片和视频，一边感慨：“刚才做实验的试剂味道好特别啊，好希望味道也能像照片或者视频一样保存下来。”在旁边做助教的iGEM队员胡佳妮将这句话听进了心里。

在科技发达的今天，实现对声音、画面等事物的记录与重现已不再是难事。但是，对于气味，人们只能将其记在脑海里，或用语言来描述。如何实现对气味的记录与重现？iGEM团队成员决定动手试试。通过探索与实践，团队构建了集群体感应、Riboregulator和代谢与逻辑门调控系统于一体的“细菌气味记录器”，并首次实现了对苯甲醇苦杏仁味的记忆与重现。

四、参赛经过

美国东部时间11月4日下午，2019年国际遗传工程机器设计大赛（简称iGEM）颁奖典礼在波士顿海恩斯会议中心举行。我校iGEM团队同来自全球的343个队伍同台竞技并脱颖而出，获得金奖。这是华中农业大学自2013年参赛以来第六次荣获金奖。

HZAU-China今年的项目构建了集群体感应、核酸调控元件和“与”逻辑门调控系统于一体的“细菌记忆与播放器”。首次实现了以苦杏仁味的苯甲醇的记忆与重现。首先通过AreR转录因子感受苯甲醇，从而激活高丝氨酸内酯合成酶LuxI的表达，LuxI蛋白催化群体感应分子高丝氨酸内酯AHL的产生，AHL与LuxR转录因子结合启动群体感应正反馈回路，在细菌内不断积累“与”门的一个成员——非编码的taRNA，达到“记忆与储存”的效果；当气味需要重现时，加入“与”门的另一个成员——诱导信号使苯甲醇合成的关键酶Vcm17诱导表达，产生5'-非翻译区中具备crRNA元件的mRNA，由于crRNA能形成自发配对的”茎“结构阻断mRNA的翻译，仅当taRNA与caRNA结合后打开配对的”茎“结构，使得Vcm17能够正常翻译，与MdlC、MdlB一起利用细菌自身代谢物合成苯甲醇，达到“重现”气味的效果。

自今年6月初起，队员们就开始着手准备各方面实验材料，在大家的共同努力下，项目在8月份就已完成了一大半。但由于代谢工程较为复杂，团队成员尝试了近乎所有可能的方案，经过夜以继日的探索与试验，10月中旬，团队终于成功完成了项目的所有实验。在此期间，他们还完成了多样化的Human Practices（社会实践）活动、复杂的数学建模以及繁琐的网页申请，提交了比赛所需要的数据和样本。

抵达波士顿后，为了将项目展示做到最好，队员们依然在废寝忘食的准备和演练。最终，团队以专业流畅的英语、言简意赅的阐述，得到了裁判的好评以及其他团队的称赞。

在项目的探索过程中，团队指导老师马彬广、何进、王璕老师倾注了大量心血。袁继红、齐迎春、刘莉、陈雯莉、曹罡、孙明老师等也给予了团队中肯的建议。团队还得到了学校本科生院、国际合作与交流部等多个单位的大力支持。

iGEM大赛由美国麻省理工学院于2003年发起创办，是前沿交叉科学——合成生物学领域顶级的科技赛事，已成为全球青少年学术交流与科技创新的平台。由于各个部分任务繁重，临近比赛的两个月里，每个模块的队员们都争分夺秒，实行轮班制24小时不停运转，终于赶在现场比赛之前完成了实验和要求的所有材料和资料的准备。在比赛现场展示环节，队员们精心准备，反复演练，达到波士顿以后，每天只睡觉3-4个小时，反复观摩推演；最终，队员们用英文流利地介绍项目背景、实验过程及结果、社会实践等情况，准确地回答裁判提问，充分展示了严谨的工作态度、高质量的工作成果和大方得体的形象。在海报展示环节，队员们从容自信地向来自多个国家的裁判介绍项目，并与多支其他参赛队伍交流互动，获得好评。

队长饶希晨在赛后说：“正如罗曼·罗兰所言，‘我爱过去，而且敬佩过去，可是我希望未来超出过去。它要超过的，它一定会超过’，HZAU-China的iGEMer从不止步于过去、止步于金牌，我们遥望未来，我们要超过的，我们一定会超过！”

五、参赛心得

参赛表现：比赛现场，我校iGEM团队通过主题演讲、回答提问、海报展示等环节，以高质量的作品和严谨的态度赢得了评委的信任取得了金牌，充分展示我校学生扎实的专业基础和良好的综合素质。但是学生的英语口语表达、会场主动性以及展示环节的台风表现还是与其他高校有差距。学生的国际合作交流能力还需要进一步增强。

参赛意义：生科院负责人介绍说，iGEM是学校和学院长期支持，深受学生喜爱的一项综合性国际学术赛事，对拓展学生国际视野，培养学生综合创新能力，提升学生团队合作意识，提高学校在国际高校中的知名度具有重要意义，本次参赛团队组建时，成员以大一和大二本科生为主，经过一年的努力，能取得佳绩，实属不易。参赛七年来，我校取得六金一铜，金牌总数在国内参赛高校中位居前列。

此外，我校本科生赴国外参加学术竞赛还属于凤毛麟角，学校应在双一流建设和扎实推进一流本科教育建设过程中，加大支持本科生参与国际学术竞赛活动，积极营造鼓励参与国际交流的环境，努力为本科生创造国外学术交流或参加竞赛机会，增强国际合作交流能力培养。