來(lái)自世界各地的生物學(xué)和工程專業(yè)的學(xué)生聚集在波士頓的 iGEM 基金會(huì)競(jìng)賽上，通過(guò) Opentrons 的贊助，像全球各地展示合成生物學(xué)的力量和能力。

在萬(wàn)圣節(jié)的盛大日子里，國(guó)際基因工程機(jī)器設(shè)計(jì)競(jìng)賽（ iGEM ）基金會(huì)于馬薩諸塞州的波士頓舉辦了年度學(xué)生合成生物學(xué)競(jìng)賽。這是一場(chǎng)匯聚了世界各地生物學(xué)和工程專業(yè)學(xué)生的盛會(huì)，他們齊心協(xié)力，展示了幾個(gè)月來(lái)精心打造的項(xiàng)目，以展現(xiàn)合成生物學(xué)在社區(qū)和全球范圍內(nèi)所產(chǎn)生的深遠(yuǎn)社會(huì)影響力。

Opentrons 非常敬重 iGEM 的使命和承諾，因此連續(xù)第二年為十支 iGEM 團(tuán)隊(duì)提供了 OT-2 移液機(jī)器人以及我們其他開(kāi)源工具的使用權(quán)。這些來(lái)自全球各地的參賽團(tuán)隊(duì)攜手合作，共同推動(dòng)合成生物學(xué)的發(fā)展，從為亞熱帶氣候地區(qū)提供水凈化方案，到從海洋生物中發(fā)掘新的生物材料，他們的努力在不斷改變著世界。

合作是關(guān)鍵：齊心協(xié)力取得成果

在 2019 年的 iGEM 競(jìng)賽中，每個(gè)項(xiàng)目都是團(tuán)隊(duì)合作的成果，團(tuán)隊(duì)成員們走出自己的舒適區(qū)，共同為科學(xué)進(jìn)步努力奮斗。經(jīng)過(guò)這次獨(dú)特且難忘的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，他們也取得了非凡的成果。

加州大學(xué)戴維斯分校的團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了一項(xiàng)了不起的項(xiàng)目。他們巧妙地利用 iGEM 競(jìng)賽標(biāo)準(zhǔn)發(fā)放包中的熒光染料和微球體，設(shè)計(jì)出一種既適用于手動(dòng)操作又適用于 OT-2 執(zhí)行的梯度稀釋方案。他們將這一方案分享給其他七所學(xué)校，并請(qǐng)他們報(bào)告每種操作版本的結(jié)果。

“這種方法有效地測(cè)試了 OT-2 的精確度，”加州大學(xué)戴維斯分校的團(tuán)隊(duì)成員、遺傳學(xué)和基因組學(xué)專業(yè)的學(xué)生Jodi Jacobs 表示。通過(guò)征求外部反饋，加州大學(xué)戴維斯分校能夠評(píng)估他們對(duì) OT-2 性能的體驗(yàn)與其他學(xué)校相比如何，從而為他們提供更準(zhǔn)確的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)促進(jìn) iGEM 所倡導(dǎo)的跨學(xué)科合作。此外，考慮到其他團(tuán)隊(duì)提供的一致性結(jié)果，“這款機(jī)器人的表現(xiàn)相當(dāng)出色，”Jacobs 表示，“我們非常喜歡使用它。”她告訴我們，“我們實(shí)際上正在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室空間中的一支新團(tuán)隊(duì)使用 OT-2 進(jìn)行 ELISA 測(cè)定?！边@支新團(tuán)隊(duì)由缺乏移液經(jīng)驗(yàn)的年輕科學(xué)家組成，因此像 OT-2 這樣的移液機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室中非常受歡迎。“他們非常興奮，”Jacobs說(shuō)，“擁有一臺(tái) Opentrons 機(jī)器人真的太好了。”

成長(zhǎng)思維：將挫折轉(zhuǎn)化為機(jī)遇

其他團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)執(zhí)行過(guò)程中也學(xué)到了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)過(guò)程不僅包括實(shí)驗(yàn)室規(guī)程，還包括其他因素。例如，ITESO Universidad Jesuita De Guadalajara 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了宣傳的重要性。他們的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以前從未參加過(guò) iGEM 競(jìng)賽，因此為了參賽，他們必須向關(guān)鍵利益相關(guān)者證明其項(xiàng)目的重要性，以獲得資金和指導(dǎo)老師的支持。如果沒(méi)有這些支持，他們將無(wú)法參賽。

在獲得基本的資金支持后，ITESO 團(tuán)隊(duì)繼續(xù)開(kāi)展他們的項(xiàng)目：利用藍(lán)藻凈化咸水，以減少二氧化碳的排放，并有望減緩氣候變化。這是一個(gè)了不起的項(xiàng)目，雖然他們沒(méi)有取得理想的進(jìn)展，也沒(méi)有能夠?qū)?OT-2 完全集成到他們的實(shí)驗(yàn)室設(shè)置中，但團(tuán)隊(duì)成員仍然與全球同行建立了牢固的聯(lián)系，并且因此受到啟發(fā)，繼續(xù)在社區(qū)中倡導(dǎo)變革。

這種精神正是 iGEM 所倡導(dǎo)的。

萊頓大學(xué)同樣團(tuán)結(jié)一致，攻克了團(tuán)隊(duì)遇到的挫折與挑戰(zhàn)。每天早晨，團(tuán)隊(duì)成員們會(huì)聚集在一起，討論并分配當(dāng)天的任務(wù)，以及回顧前一天遇到的問(wèn)題。萊頓團(tuán)隊(duì)的課題專注于利用 suckerin 創(chuàng)造新的生物材料來(lái)治療燒傷患者，這讓他們認(rèn)識(shí)到，設(shè)定現(xiàn)實(shí)的期望與朝著充滿激情的愿景努力同樣重要。萊頓團(tuán)隊(duì)的科研經(jīng)理 Jo-Anne Verschoor 解釋了過(guò)度自信如何阻礙了他們的克隆工作。萊頓團(tuán)隊(duì)沒(méi)有使用 iGEM 競(jìng)賽發(fā)放包中推薦的質(zhì)粒，而是選擇了他們自己的質(zhì)粒，因?yàn)椤?iGEM 的質(zhì)粒非常適合克隆，但不適合生產(chǎn)?！眻F(tuán)隊(duì)幾周來(lái)一直在努力，但都沒(méi)有成功，最后他們回到了最初的質(zhì)粒上，結(jié)果立刻奏效了。這花費(fèi)了大量時(shí)間和故障排除工作，讓萊頓團(tuán)隊(duì)幾乎沒(méi)有時(shí)間重新設(shè)計(jì)他們的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)。然而，他們成功地參與了加州大學(xué)戴維斯分校的協(xié)作測(cè)量項(xiàng)目。

慶祝iGEM的成功

在Opentrons贊助的十支團(tuán)隊(duì)中，有七支獲得了獎(jiǎng)牌或賽道獎(jiǎng)，以表彰他們杰出表現(xiàn)：

金牌得主：

• 中國(guó)海洋大學(xué)
• 萊斯布里奇大學(xué)

銀牌得主：

• 紐約大學(xué)
• 加州大學(xué)戴維斯分校
• 萊頓大學(xué)

特別獎(jiǎng)：

• 最佳制造項(xiàng)目賽道獎(jiǎng)（本科）- 萊頓大學(xué)
• 最佳基礎(chǔ)進(jìn)步（本科）- 新加坡國(guó)立大學(xué)
• 最佳部件收集（本科）- 新加坡國(guó)立大學(xué)
• 最佳基礎(chǔ)進(jìn)步項(xiàng)目賽道獎(jiǎng)（本科）- 代爾夫特理工大學(xué)

我們?yōu)樗麄兊某删透械津湴粒屛覀冏院赖氖撬袌F(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目都展現(xiàn)出了極高的雄心壯志：

• 開(kāi)羅大學(xué)團(tuán)隊(duì)致力于開(kāi)發(fā)可持續(xù)的微生物和無(wú)細(xì)胞脫鹽系統(tǒng)，以幫助埃及不斷增長(zhǎng)的人口提供安全飲用水。
• 惠靈頓維多利亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)則致力于創(chuàng)造一種高效、安全且可持續(xù)的酶燃料電池，通過(guò)改造大腸桿菌來(lái)過(guò)表達(dá)所需的酶并改善其功能。
• 中國(guó)海洋大學(xué)團(tuán)隊(duì)努力創(chuàng)建模塊化的核糖開(kāi)關(guān)，使基因表達(dá)在工程系統(tǒng)中能夠更容易地調(diào)整和調(diào)節(jié)。
• 萊頓大學(xué)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在大腸桿菌中表達(dá) Humboldt 魷魚(yú)的 suckerin 蛋白，并利用它們創(chuàng)造多功能、靈活且強(qiáng)大的新型生物材料。
• 瓜達(dá)拉哈拉尤西塔尼亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)希望提高藍(lán)藻的光合作用活性，以增強(qiáng)其固碳能力并生產(chǎn)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的代謝中間體。
• 萊斯布里奇大學(xué)團(tuán)隊(duì)致力于開(kāi)發(fā)一種可脫水和口服的重組胰島素生產(chǎn)藻種，為當(dāng)前的胰島素生產(chǎn)和輸送方法提供可行、低成本且易于獲得的替代方案。
• 加州大學(xué)戴維斯分校團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過(guò)深入研究 iGEM 競(jìng)賽發(fā)放包中現(xiàn)有啟動(dòng)子的特性和表征，以及添加新元件，擴(kuò)展哺乳動(dòng)物合成生物學(xué)的可用基礎(chǔ)工具。
• 代爾夫特理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)專注于設(shè)計(jì)一種新型體內(nèi)正交復(fù)制和轉(zhuǎn)錄平臺(tái)，該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)在多種細(xì)菌物種中進(jìn)行更有效的定向進(jìn)化。
• 新加坡國(guó)立大學(xué)團(tuán)隊(duì)希望延長(zhǎng)E. coli的生產(chǎn)壽命，以提高其在工程蛋白質(zhì)的生物制造中的效果。

在 Opentrons 的工作流程中體現(xiàn) iGEM 精神

Opentrons 還在 iGEM 的盛大集會(huì)上舉辦了一場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)工作坊活動(dòng)。戰(zhàn)略計(jì)劃總監(jiān) Kristin Ellis 和高級(jí)軟件經(jīng)理 Toma Morris 帶領(lǐng)參與者了解了高靈活和可定制化的 Opentrons 的 OT-2自動(dòng)化移液平臺(tái)。在講解了 OT-2 的開(kāi)源編程選項(xiàng)并介紹了其他出色功能（如新的熱循環(huán)模塊）后，Ellis 為參與者提供了一個(gè)實(shí)踐開(kāi)源項(xiàng)目的機(jī)會(huì)：使用 Protocol Designer 創(chuàng)建自定義孔板圖案。Ellis 詢問(wèn)了哪些參與者有電腦，有 9 只手舉了起來(lái)；學(xué)生們分成小組，使用 Protocol Designer 學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)自動(dòng)化協(xié)議并創(chuàng)建他們可以在當(dāng)天晚些時(shí)候在Opentrons 展位上領(lǐng)取的自定義孔板圖案。

持續(xù)激發(fā)靈感

我們由衷感謝這些團(tuán)隊(duì)和 iGEM 基金會(huì)，他們激勵(lì)我們繼續(xù)致力于為生物學(xué)家創(chuàng)造低成本實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化解決方案。通過(guò)支持合成生物學(xué)及其新興領(lǐng)導(dǎo)者使用可訪問(wèn)的技術(shù)，我們正在賦予下一代科學(xué)家合作、創(chuàng)新和推進(jìn)生物學(xué)前沿的能力。我們期待看到這些學(xué)生們接下來(lái)的成就！

如果您想知道自動(dòng)化如何在您的實(shí)驗(yàn)室中發(fā)揮作用？歡迎向我們咨詢。

所有照片版權(quán)歸于iGEM基金會(huì)和Jacob Knight。