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2019 年 12 月 20 日

在 2019 年的 iGEM 竞赛中,Opentrons 如何促进合作与创新

来自世界各地的生物学和工程专业的学生聚集在波士顿的 iGEM 基金会竞赛上,通过 Opentrons 的赞助,像全球各地展示合成生物学的力量和能力。

在万圣节的盛大日子里,国际基因工程机器设计竞赛( iGEM )基金会于马萨诸塞州的波士顿举办了年度学生合成生物学竞赛。这是一场汇聚了世界各地生物学和工程专业学生的盛会,他们齐心协力,展示了几个月来精心打造的项目,以展现合成生物学在社区和全球范围内所产生的深远社会影响力。

Opentrons 非常敬重 iGEM 的使命和承诺,因此连续第二年为十支 iGEM 团队提供了 OT-2 移液机器人以及我们其他开源工具的使用权。这些来自全球各地的参赛团队携手合作,共同推动合成生物学的发展,从为亚热带气候地区提供水净化方案,到从海洋生物中发掘新的生物材料,他们的努力在不断改变着世界。

合作是关键:齐心协力取得成果

在 2019 年的 iGEM 竞赛中,每个项目都是团队合作的成果,团队成员们走出自己的舒适区,共同为科学进步努力奋斗。经过这次独特且难忘的学习经历,他们也取得了非凡的成果。

加州大学戴维斯分校的团队展开了一项了不起的项目。他们巧妙地利用 iGEM 竞赛标准发放包中的荧光染料和微球体,设计出一种既适用于手动操作又适用于 OT-2 执行的梯度稀释方案。他们将这一方案分享给其他七所学校,并请他们报告每种操作版本的结果。

“这种方法有效地测试了 OT-2 的精确度,”加州大学戴维斯分校的团队成员、遗传学和基因组学专业的学生Jodi Jacobs 表示。通过征求外部反馈,加州大学戴维斯分校能够评估他们对 OT-2 性能的体验与其他学校相比如何,从而为他们提供更准确的评估标准,同时促进 iGEM 所倡导的跨学科合作。此外,考虑到其他团队提供的一致性结果,“这款机器人的表现相当出色,”Jacobs 表示,“我们非常喜欢使用它。”她告诉我们,“我们实际上正在指导实验室空间中的一支新团队使用 OT-2 进行 ELISA 测定。”这支新团队由缺乏移液经验的年轻科学家组成,因此像 OT-2 这样的移液机器人在实验室中非常受欢迎。“他们非常兴奋,”Jacobs说,“拥有一台 Opentrons 机器人真的太好了。”

成长思维:将挫折转化为机遇

其他团队在实验执行过程中也学到了宝贵的经验,认识到实验过程不仅包括实验室规程,还包括其他因素。例如,ITESO Universidad Jesuita De Guadalajara 团队发现了宣传的重要性。他们的学术机构以前从未参加过 iGEM 竞赛,因此为了参赛,他们必须向关键利益相关者证明其项目的重要性,以获得资金和指导老师的支持。如果没有这些支持,他们将无法参赛。

在获得基本的资金支持后,ITESO 团队继续开展他们的项目:利用蓝藻净化咸水,以减少二氧化碳的排放,并有望减缓气候变化。这是一个了不起的项目,虽然他们没有取得理想的进展,也没有能够将 OT-2 完全集成到他们的实验室设置中,但团队成员仍然与全球同行建立了牢固的联系,并且因此受到启发,继续在社区中倡导变革。

这种精神正是 iGEM 所倡导的。

莱顿大学同样团结一致,攻克了团队遇到的挫折与挑战。每天早晨,团队成员们会聚集在一起,讨论并分配当天的任务,以及回顾前一天遇到的问题。莱顿团队的课题专注于利用 suckerin 创造新的生物材料来治疗烧伤患者,这让他们认识到,设定现实的期望与朝着充满激情的愿景努力同样重要。莱顿团队的科研经理 Jo-Anne Verschoor 解释了过度自信如何阻碍了他们的克隆工作。莱顿团队没有使用 iGEM 竞赛发放包中推荐的质粒,而是选择了他们自己的质粒,因为“ iGEM 的质粒非常适合克隆,但不适合生产。”团队几周来一直在努力,但都没有成功,最后他们回到了最初的质粒上,结果立刻奏效了。这花费了大量时间和故障排除工作,让莱顿团队几乎没有时间重新设计他们的自动化实验。然而,他们成功地参与了加州大学戴维斯分校的协作测量项目。

庆祝iGEM的成功


在Opentrons赞助的十支团队中,有七支获得了奖牌或赛道奖,以表彰他们杰出表现:

金牌得主:

  • 中国海洋大学
  • 莱斯布里奇大学

银牌得主:

  • 纽约大学
  • 加州大学戴维斯分校
  • 莱顿大学

特别奖:

  • 最佳制造项目赛道奖(本科)- 莱顿大学
  • 最佳基础进步(本科)- 新加坡国立大学
  • 最佳部件收集(本科)- 新加坡国立大学
  • 最佳基础进步项目赛道奖(本科)- 代尔夫特理工大学

我们为他们的成就感到骄傲,但更让我们自豪的是所有团队的项目都展现出了极高的雄心壮志:

  • 开罗大学团队致力于开发可持续的微生物和无细胞脱盐系统,以帮助埃及不断增长的人口提供安全饮用水。
  • 惠灵顿维多利亚大学团队则致力于创造一种高效、安全且可持续的酶燃料电池,通过改造大肠杆菌来过表达所需的酶并改善其功能。
  • 中国海洋大学团队努力创建模块化的核糖开关,使基因表达在工程系统中能够更容易地调整和调节。
  • 莱顿大学团队的目标是在大肠杆菌中表达 Humboldt 鱿鱼的 suckerin 蛋白,并利用它们创造多功能、灵活且强大的新型生物材料。
  • 瓜达拉哈拉尤西塔尼亚大学团队希望提高蓝藻的光合作用活性,以增强其固碳能力并生产有经济价值的代谢中间体。
  • 莱斯布里奇大学团队致力于开发一种可脱水和口服的重组胰岛素生产藻种,为当前的胰岛素生产和输送方法提供可行、低成本且易于获得的替代方案。
  • 加州大学戴维斯分校团队计划通过深入研究 iGEM 竞赛发放包中现有启动子的特性和表征,以及添加新元件,扩展哺乳动物合成生物学的可用基础工具。
  • 代尔夫特理工大学团队专注于设计一种新型体内正交复制和转录平台,该平台可以实现在多种细菌物种中进行更有效的定向进化。
  • 新加坡国立大学团队希望延长E. coli的生产寿命,以提高其在工程蛋白质的生物制造中的效果。

在 Opentrons 的工作流程中体现 iGEM 精神


Opentrons 还在 iGEM 的盛大集会上举办了一场实战工作坊活动。战略计划总监 Kristin Ellis 和高级软件经理 Toma Morris 带领参与者了解了高灵活和可定制化的 Opentrons 的 OT-2自动化移液平台。在讲解了 OT-2 的开源编程选项并介绍了其他出色功能(如新的热循环模块)后,Ellis 为参与者提供了一个实践开源项目的机会:使用 Protocol Designer 创建自定义孔板图案。Ellis 询问了哪些参与者有电脑,有 9 只手举了起来;学生们分成小组,使用 Protocol Designer 学习设计自动化协议并创建他们可以在当天晚些时候在Opentrons 展位上领取的自定义孔板图案。

持续激发灵感

我们由衷感谢这些团队和 iGEM 基金会,他们激励我们继续致力于为生物学家创造低成本实验室自动化解决方案。通过支持合成生物学及其新兴领导者使用可访问的技术,我们正在赋予下一代科学家合作、创新和推进生物学前沿的能力。我们期待看到这些学生们接下来的成就!

如果您想知道自动化如何在您的实验室中发挥作用?欢迎向我们咨询。

所有照片版权归于iGEM基金会和Jacob Knight。

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