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　　日前，北京理工大学生命学院BIT、BIT-China两支学生代表队参加了在香港中文大学康本学术科技园举行的国际遗传工程机器设计竞赛（iGEM）亚洲区的决赛，获得了两枚金奖的骄人成绩，并成功晋级将于2013年11月初在美国麻省理工学院（MIT）举办的iGEM-2013世界锦标赛决赛。
　　iGEM是由美国麻省理工学院2005年创办的，现已发展成为合成生物学领域国际性的学术竞赛。竞赛要求学生自主选题，设计并构建一个能够在工程菌（大肠杆菌）中实现表达和操控的生物系统，该科研成果将提交给MIT的竞赛组委会，供全球的科学家共享，从而使学生的创新成果拥有更为深远的学术价值和潜在应用价值。
　　今年亚洲赛区决赛共有68支队伍参赛，包括北京大学、清华大学、复旦大学、上海交大、香港科技大学、东京工业大学、香港中文大学、台湾阳明大学等亚洲知名大学代表队在内。此项竞赛受到 Nature、Science等国际权威科学杂志，以及 BBC 这样的传统媒体的关注，并进行专题报道，具有非常大的国际影响力。
　　北京理工大学生命学院围绕该项比赛进行了认真筹备，不仅向兄弟高校学习调研，同时结合我校生命类学生的特点，开展了广泛动员，并吸收了部分其他专业学生参与其中，真正体现了我校理工学科雄厚基础以及生命科学新兴交叉学科的活力。

　　北京理工大学BIT代表队的21名成员在邓玉林教授、庆宏教授和马宏副教授的联合指导下，完成了题为《A New Strategy to Detect Antibiotics in Milk: Based on Sensors with Controllable Bio-enhanced Blocks》（牛奶中抗生素检测的新策略——基于可控生物放大模块的生物传感器）的参赛项目。
　　这一项目立足食品安全，特别关注食品卫生中的抗生素污染问题，抗生素滥用造成的细菌抗药性已经成为威胁人类健康的突出问题。因此，食品中抗生素的检测更显得十分急迫。牛奶是其中具代表性的食品，特别是奶牛饲养过程中喂食的抗生素药品，对牛奶产品形成了直接污染，由于抗生素类物质的特殊性，目前缺乏高效率手段进行检测。本项目设计，就是以四环素、β内酰胺、六价铬这三个具有代表性的抗生素类物质为对象，通过对大肠杆菌的改造，使之成为具有针对性的生物检测传感器。
　　项目的设计思路是找到与三种抗生素结合能形成特定蛋白表达的因子，经由一系列蛋白质内部的反应，最终实现绿色荧光蛋白的表达，这样一来，就可以在通过生物芯片技术实现对荧光值的检测，从而确定三种抗生素物质的存在与数量。
　　该项目构建了一套完整的生物检测系统，包括一套对特定抗生素有响应的感应模块，一套基于T7 RNA聚合酶激活T7启动子，使T7启动子具有强活性的放大模块以及一套基于lacI基因的表达产物控制半乳糖操纵子lacO的调控模块。将每个感应模块组装上放大模块及调控模块后转入到E.coli中形成三种工程菌，并集成在可被后端电子设备直接检出荧光值的芯片上，设计出了小型化手持式荧光酶标仪，实现了对乳制品中四环素、β内酰胺、六价铬离子的当场检测，且可通过控制样品中添加IPTG的量来实现对放大倍率的控制。
　　BIT代表队设计研发出的该系统不仅适用于牛奶中抗生素的检测，同样适用于其他药物及食品的检测。该系统不仅将抗生素的检测带出了实验室，降低了抗生素检测对环境的要求，降低了检测成本，设备小型便携化的设计还使其具有了更为广阔的实际生产应用价值。
下图为BIT代表队设计的β内酰胺传感器的示意图。图中，BlaR1为可与β内酰胺特异性结合的膜蛋白，BlaI为BlaZ启动子的抑制子。当BlaR1与β内酰胺结合时，将启动BlaI的降解机制，从而打开BlaZ启动子，开启下游增强型绿色荧光蛋白的表达。

　　如下图所示，工程菌荧光表达强度与β内酰胺浓度之间呈现出良好的线性关系，即实现了绿色荧光蛋白速率和数量的可控表达。
 

　　对于首次参加iGEM大赛的队伍来说，能够从68支队伍中脱颖而出，获得金奖，是指导老师和全体队员们共同努力的成果，也是北京理工大学历来重视大学生科技创新建设的集中体现。合成生物学领域研究在中国还处于起步阶段，对于这个崭新的学科来说，iGEM大赛推动了其在中国的发展。比赛充分锻炼了学生的自主创新和团队协作能力，为理工学子提供了一个与国际先进研究方向接轨的机会，也为中国合成生物技术领域人才的培养和高等教育的国际化提供了更为广阔的空间。下一期我们将介绍另一支获奖队伍的创新作品。

 （审核：生命学院 马宏）