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2019 年 13 月 20 日

在 2019 年的 iGEM 競賽中,Opentrons 如何促進合作與創新

來自世界各地的生物學和工程專業的學生聚集在波士頓的 iGEM 基金會競賽上,透過 Opentrons 的贊助,像是全球各地展示合成生物學的力量和能力。

在萬聖節的盛大日子裡,國際基因工程機器設計競賽( iGEM )基金會於馬薩諸塞州的波士頓舉辦了年度學生合成生物學競賽。這是一場匯聚了世界各地生物學和工程專業學生的盛會,他們齊心協力,展示了幾個月來精心打造的項目,以展現合成生物學在社區和全球範圍內所產生的深遠社會影響力。

Opentrons 非常敬重 iGEM 的使命和承諾,因此連續第二年為十支 iGEM 團隊提供了 OT-2 移液機器人以及我們其他開源工具的使用權。這些來自全球各地的參賽團隊攜手合作,共同推動合成生物學的發展,從為亞熱帶氣候地區提供水淨化方案,到從海洋生物中發掘新的生物材料,他們的努力不斷改變世界。

合作是關鍵:齊心協力取得成果

在 2019 年的 iGEM 競賽中,每個專案都是團隊合作的成果,團隊成員走出自己的舒適區,共同為科學進步奮鬥。經過這次獨特且難忘的學習經歷,他們也取得了非凡的成果。

加州大學戴維斯分校的團隊展開了一項了不起的計畫。他們巧妙地利用 iGEM 競賽標準發放包中的螢光染料和微球體,設計出一種既適用於手動操作又適用於 OT-2 執行的梯度稀釋方案。他們將此方案分享給其他七所學校,並請他們報告每個操作版本的結果。

「這種方法有效地測試了 OT-2 的精確度,」加州大學戴維斯分校的團隊成員、遺傳學和基因組學專業的學生Jodi Jacobs 表示。透過徵求外部回饋,加州大學戴維斯分校能夠評估他們對 OT-2 表現的體驗與其他學校相比如何,從而為他們提供更準確的評估標準,同時促進 iGEM 所倡導的跨學科合作。此外,考慮到其他團隊提供的一致性結果,「這款機器人的表現相當出色,」Jacobs 表示,「我們非常喜歡使用它。」她告訴我們,「我們實際上正在指導實驗室空間中的一支新團隊使用OT-2 進行ELISA 測定。 “他們非常興奮,”Jacobs說,“擁有一台 Opentrons 機器人真的太好了。”

成長思維:將挫折轉化為機遇

其他團隊在實驗執行過程中也學到了寶貴的經驗,並認識到實驗過程不僅包括實驗室規程,還包括其他因素。例如,ITESO Universidad Jesuita De Guadalajara 團隊發現了宣傳的重要性。他們的學術機構以前從未參加過 iGEM 競賽,因此為了參賽,他們必須向關鍵利益相關者證明其專案的重要性,以獲得資金和指導老師的支持。如果沒有這些支持,他們將無法參賽。

在獲得基本的資金支持後,ITESO 團隊繼續進行他們的計畫:利用藍藻淨化鹹水,以減少二氧化碳的排放,並有望減緩氣候變遷。這是一個了不起的項目,雖然他們沒有取得理想的進展,也沒有能夠將OT-2 完全整合到他們的實驗室設置中,但團隊成員仍然與全球同行建立了牢固的聯繫,並且因此受到啟發,繼續在社區中倡導改變。

這種精神正是 iGEM 所倡導的。

萊頓大學同樣團結一致,攻克了團隊遇到的挫折與挑戰。每天早晨,團隊成員會聚集在一起,討論並分配當天的任務,以及回顧前一天遇到的問題。萊頓團隊的主題專注於利用 suckerin 創造新的生物材料來治療燒傷患者,這讓他們認識到,設定現實的期望與朝著充滿熱情的願景努力同樣重要。萊頓團隊的科學研究經理 Jo-Anne Verschoor 解釋了過度自信如何阻礙了他們的克隆工作。萊頓團隊沒有使用iGEM 競賽發放包中推薦的質粒,而是選擇了他們自己的質粒,因為「 iGEM 的質粒非常適合克隆,但不適合生產。」團隊幾週來一直在努力,但都沒有成功,最後他們回到了最初的質粒上,結果立刻奏效了。這花費了大量時間和故障排除工作,讓萊頓團隊幾乎沒有時間重新設計他們的自動化實驗。然而,他們成功地參與了加州大學戴維斯分校的協作測量計畫。

慶祝iGEM的成功

在Opentrons贊助的十支團隊中,有七支獲得了獎牌或賽道獎,以表彰他們傑出表現:

金牌得主:

  • 中國海洋大學
  • 萊斯布里奇大學

銀牌得主:

  • 紐約大學
  • 加州大學戴維斯分校
  • 萊頓大學

特別獎:

  • 最佳製造項目賽道獎(本科)- 萊頓大學
  • 最佳基礎進步(本科)- 新加坡國立大學
  • 最佳零件收集(本科)- 新加坡國立大學
  • 最佳基礎進步項目賽道獎(本科)- 代爾夫特理工大學

我們為他們的成就感到驕傲,但更讓我們自豪的是所有團隊的專案都展現出了極高的雄心壯志:

  • 開羅大學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。
  • 威靈頓維多利亞大學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。
  • 中國海洋大學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。
  • 萊頓大學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。
  • 瓜達拉哈拉尤西塔尼亞大學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。
  • 萊斯布里奇大學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。
  • 加州大學戴維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。
  • 代爾夫特理工大學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。
  • 新加坡國立大學团队希望延长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 的工作流程中體現 iGEM 精神

Opentrons 也在 iGEM 的盛大集會上舉辦了一場實戰工作坊活動。策略計畫總監 Kristin Ellis 和高級軟體經理 Toma Morris 帶領參與者了解了高靈活且可客製化的 Opentrons 的 OT-2自動化移液平台。在講解了OT-2 的開源程式選項並介紹了其他出色功能(如新的熱循環模組)後,Ellis 為參與者提供了一個實踐開源專案的機會:使用Protocol Designer 建立自訂孔板圖案。 Ellis 問了哪些參與者有電腦,有 9 隻手舉了起來;學生們分成小組,使用 Protocol Designer 學習設計自動化協議並創建他們可以在當天晚些時候在Opentrons 展位上領取的自定義孔板圖案。

持續激發靈感

我們由衷感謝這些團隊和 iGEM 基金會,激勵我們繼續致力於為生物學家創造低成本實驗室自動化解決方案。透過支持合成生物學及其新興領導者使用可訪問的技術,我們正在賦予下一代科學家合作、創新和推進生物學前沿的能力。我們期待看到這些學生接下來的成就!

如果您想知道自動化如何在您的實驗室中發揮作用?歡迎向我們諮詢。

所有照片版權歸於iGEM基金會和Jacob Knight。

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