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iGEM團隊:走向國際舞台的新生力量

核心提示: 今年,iGEM團隊再獲國際金獎並首次獲得該賽事最佳新基礎元件獎(Best New Basic Part)提名。記者帶你探尋“從獅子山看見全世界”的他們奪金背後的故事。

美國東部當地時間11月13日下午2點,2017年國際遺傳工程機器設計大賽(簡稱iGEM)在波士頓海因斯會議中心落下帷幕。頒獎時刻,HZAU-China的隊員們與來自全世界各大洲300多所大學代表隊一同坐在大屏幕下,氣氛愈加緊張。當獲獎的項目名稱突然出現在屏幕上時,大家知道了自己獲得金獎的信息,然後長舒一口氣,一種如釋重負的感覺。團隊成員周安琪再也按耐不住激動的情緒,她揮舞着雙臂尖聲高呼。這是我校第四次獲得該比賽的金獎,並首次獲得該賽事最佳新基礎元件獎(Best New Basic Part)提名,而中國地區參賽的隊伍中僅12支獲得了Best獎項的提名。

iGEM之旅:一場高強度的“拉鋸戰”

去年寒假最初定題時,“看了一個寒假關於藍藻的文獻,卻由於沒有做相關實驗的條件,只能放棄”黃文琦向我們講述自己的研究方向被否掉的經歷。

同樣地,夏竹君在定題方面也十分糾結,準備了三個月的定題後卻發現與nature的一篇文章主題相同,“直接就這樣重複一遍他人實驗去參賽也是可以的,但創新性不夠,當時十分糾結。”最終在指導老師啓發下,團隊創新性地提出了“計算機控制的細胞週期同步器”(synchronizer-4C, computer-controlled cell cycles)項目。項目利用計算機控制細胞週期同步化,設計出一種基於光控CRISPR迴路的細胞週期同步器。

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      備賽最緊張的階段,日均在實驗室工作超過16個小時。

定題結束後,團隊成員便進入高強度的備戰狀態,全員放棄休息時間,在生物學實驗教學中心創新實驗室夜以繼日地開展工作,撐不住了就直接趴在實驗台上睡一會兒,醒來繼續剛才的操作,而幹實驗組的郭韋彤更是一個人承擔了全部的數模及軟件工作。對日均工作時間超過16個小時的他們來説,吃飯聊天是“忙累了”的主要消遣。

8月初,部分實驗遇到瓶頸,第一次參賽的隊員程松濤測細菌的生長曲線時,不停測試卻始終得不到理想結果。後來對每一個可能的因素進行檢驗排查,花費三個星期時間才找到問題所在,“為此實驗進程拖了好久”程松濤無奈道;實驗部分進展緩慢,數模部分當時也遇到了很多困難,在調研了許多iGEM項目的數模工作後,郭韋彤意識到很多測出來的實驗數據難以用於建立準確的模型,在同濕實驗組無數個日夜的溝通與大量的文獻閲讀之下才一點點確立了要建立一種基於準確數據的模型的核心思想,而這個準確數據,就是細菌的體積。然而這還只是個開始,為了最終實現數模組的目標,還需要在短時間內掌握一種全新的編程語言,同時還需要更多的實驗數據來驗證模型,然而這時候暑假已經臨近尾聲,離比賽結束還有不到2個月。

由於前期遇到的各種瓶頸耗費了大量時間,整體項目進展大大落後於預期計劃,團隊成員在愈加緊張的氛圍下加緊推進項目進度。最後衝刺過程中,最令團隊難忘的是一段“3×24小時”的“備戰”經歷,10月底正是赴美前最緊張的一段時期,成員們遇到網頁製作凍結這一節點,同時還有沒有完成卻對項目結果至關重要的實驗未完成,為趕在網頁凍結之前完成,大家一部分熬實驗,一部分碼網頁,近一個星期內,每天睡眠不足三個小時,熱血沸騰的超負荷運轉工作。哪怕如此,最後還是有對應內容完成了卻沒有上傳的缺憾。

網頁雖已凍結,但是比賽沒有。網頁凍結後主力隊員們又開始忙於準備答辯和展示,由於準備倉促,院裏的終期答辯完成度不高,老師們提出了很多關於項目展示中的問題,還沒來得及盡數修改完畢便要出發去往美國,在赴美的飛機以及波士頓當地的前幾天都在日以繼夜的修改展示內容和需要提交的材料,終於在各種deadline之前提交了所有對應的材料並完成了項目展示,最終取得了金獎。

iGEM羣體:不僅是團隊,更是家庭

“黃老闆,你來看看這個實驗。”被成員們戲稱“黃老闆”的便是團隊負責人黃文琦,而團隊主力夏竹君則被冠以“夏老師”的稱號。“實驗室裏,沒有老師,沒有博士,甚至沒有研究生,我們的實驗完全就是學長學姐手把手教出來的。”陽鶴這樣描述這個團隊,對他來説,能和這羣有趣的人一起學習是最大的收穫。

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團隊經常性組織開展頭腦風暴討論

2017年的iGEM團隊由來自生科院、信息學院、工學院等七個學院近30名本科生組成,不同學院、不同專業的他們在為期一年的備戰期內,通力合作,互相包容。對他們來説,“這不僅僅是一個團隊,更是一個家庭。”

入隊兩年的夏竹君今年已是大三學生,回憶起初進隊的情景,“你總能看見在實驗室角落的那個位置坐着我,當時太靦腆了,都不敢和別人搭話。”當時不善於表達的她在沉默中錯失了很多進步的機會。而之後學長學姐的交流和講解,讓她迅速成長起來。至此她才領悟到,積極的溝通和足夠的親密,能夠給團隊帶來意想不到的動力。

“老馬”則是隊員們對指導教師馬彬廣教授的稱呼。“馬老師很憨厚可愛,十分包容我們,對我們來説就像是朋友一樣。”

緊張的備戰期間,實驗室裏卻總有緩解壓力的辦法,“除了週三週五的大會議,我們可以説每天都聚在一起開‘小會’,什麼都聊。”開完組會的他們,經常會聚一下,邊吃燒烤邊總結,放鬆一下。

赴美比賽時,團隊分為兩撥,國外的一批專心參賽,留守國內的團隊成員們則時刻關注比賽動態,及時提供各項素材支持,為團隊加油助力。最終,比賽結果通過直播傳到留守國內的團隊成員們手中時,屏幕由於激動而不斷搖晃。

iGEM創新:源於自主和純粹的熱愛

對於近30名隊員來説,iGEM就像是一段指向大門的向上台階,讓原本零基礎的他們能夠順着踏入科研的世界,接觸到現如今最新奇最前沿的科研話題。

獨立自主的發展模式使得這個僅有本科生的團隊缺少了很多技術幫助和資源,因此也設想過把團隊改為依託校實驗室建設。但是“老馬”還是堅持讓團隊走自我發展之路。“少了限制,多了自由,有了不停的創新和思考”夏竹君這樣評價道。

對於這個年輕的團隊而言,下一次嘗試的終點是無法預測的。因為每一次探索都源於思維的碰撞和對科學無盡的創想。

團隊可以自由地提出自己的選題,但也不得不自主地解決一切棘手的問題。在武俠小説裏,最終名震江湖的總是創出獨家祕籍的瀟灑俠客。iGEM團隊也是這樣一羣人,實驗出現問題時,只有“傻瓜模樣”似的進行反覆無盡的嘗試;當遇到理論中費解的難題時,耐着性子不斷查閲文獻、諮詢作者。經歷了摔倒的無數種方式,大家漸漸總結出了自己的“絕招”。“No control, no science”是夏竹君眼中的黃金法則,“每一個實驗都要嚴謹到做好所有的對照,這才能最終成功。”團隊成員實驗的嚴謹性離不開齊迎春老師的指導,她經常犧牲休息時間和學生交流,從一點一滴開始培養他們的實驗素養。

在高強度的日常準備和“天馬行空”的科學思考中,每一個人對於科學的熱愛都是純粹的。“享受過程,而不是比賽結果”是“老馬”常常對隊員説的一句話。因此整個團隊收穫最多的不是華麗的獎項,而是能和志同道合的朋友一起探討科學研究的幸福。除了馬老師以外,來自生科院的何進教授、動醫動科學院的曹罡教授也對這個比賽投入了很多心血,他們連續4年為團隊提供濕實驗指導,無論團隊實驗進展順利與否始終不離不棄,為了讓團隊實驗更快步入正軌,兩位老師甚至無償向團隊成員開放實驗室,共享實驗材料,一步一步送他們走上最高領獎台。

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團隊在參賽時向國外高校隊員介紹成果(供圖:iGEM團隊)

iGEM是一項國際學術競賽,從項目準備階段到最終展示階段,要隨時準備着與來自全球各地的學生一起交流,郵箱中會冷不丁出現一份國外iGEM團隊尋求合作的郵件。甚至有未來的科研熱點便潛藏在各種iGEM項目中,在小小的會場中也彙集着未來生命科學界的各種人才。從國際評委的評審反饋來看,正是今年的數學建模工作以及項目迴路的有效性這兩方面最終讓HZAU-China獲得了金牌,體現了幹實驗與濕實驗相結合,多學科交叉的重要性。“在這裏能收穫跨越國界的友誼,關注到世界各地的研究熱點,知道世界有多大,個人有多小”, iGEM隊長黃文琦由衷的説,“非常感謝這一段經歷,讓我們從這裏可以從獅子山看見全世界。”

本文作者:通訊員 劉莉  學通社記者 白倚寧 胡文欣 

審核人:金安江