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“ZJU-China”“冲刺”最前沿科技

发布时间:2010-12-01来源:浙大新闻办作者:潘怡蒙11572


    2010年11月6日,浙江大学ZJU-China代表队12位队员带着“基因编译器”启程赴美参加了一项多学科交叉国际顶尖赛事——2010国际基因工程机械大赛(iGEM)参赛,12个队员来自浙大生命科学学院、竺可桢学院、计算机学院、化工系、控制系、化学系、数学系、高分子系等8个院系, 全部是在校三、四年级的本科生。队长胡晨玥,领队陈铭副教授,这是浙江大学首次组队参赛。经过两天两轮的PK,美国时间11月8日上午,浙江大学ZJU-China代表队在大赛中夺得金牌。
    
    据悉,此次竞赛共有来自美国哈佛大学、斯坦福大学,德国海德堡大学等世界知名高校和北大、中科大、清华、上海交大、天津大学等中国名校118个团队、1300多人参加。国际合成生物学的知名教授对参赛项目进行最终裁定,关键的评价指标是“技术可实现”。ZJU-China 队队员应国源自豪的说,“第一轮项目介绍之后,就有别的参赛队采用了我们的‘基因编译器’技术来支持他们的项目。”
    
    而在两年前,这些浙大的本科学生还从未接触过“合成生物学”。
    
    
“打听来”的竞赛
    
    
2008年寒假的一天,在家度假的浙江大学生命科学学院大三的学生王少华与高中的好友相聚,都是学理工的学生,两人聊起了各自的课业。好友是清华大学物理专业的学生,刚刚从MIT参加了2008年国际基因工程机械大赛(iGEM)回来。王少华一下子就被这个赛事吸引了。
    
    
iGEM是International Generic Engineering Machine (国际基因工程机器大赛)的缩写,是代表着合成生物学最高水平的国际竞赛。合成生物学是生命科学领域的新兴方向,涉及生命科学与工程学、计算机模拟等多学科领域,它的目标是希望通过重组现有的基于DNA序列的功能组件,比如调控序列、RNA、蛋白质等,产生对生命科学研究或者对生产生活有意义的新菌种。浙大嗜极微生物实验室的吴敏教授介绍说,这项比赛之所以会受到学术界和工业界的关注,是因为它搭建起了基础生物研究和生产生活之间的通道,有些参赛成果甚至直接转化成产品。自2006年举办以来,每年参赛的队伍数迅速增加,到2009年,已有100多个参赛队,遍布亚洲、美洲和欧洲。从2007年开始,北大、清华等高校每年都组队参赛。
    
    
开学一回到学校,王少华马上找了朱侃、姚里、周青三位好朋友,“没想到他们跟我一样对这个竞赛充满了好奇。”四人一拍即合,决定一探究竟。2009年秋学期考完试之后,刚好是2009届iGEM竞赛结束的时间段,各个参赛的学校都在汇报参赛的经验和总结,几位好友抓住这个时机,准备先着手组织行动,然后再向学校申请经费。
    
    
几位学生不知道,其实,有一位老师也正在操心这件事。2009年年初,吴敏教授在参加教育部生物科学与工程教学指导委员会相关会议时,听说了这个赛事。 “在这之前对国际基因工程机械大赛我是一点概念都没有,北京大学物理中心欧阳颀教授的一个会议发言给了我很大的启发。”吴敏说,因为这个竞赛涉及很多学科,有物理学、生物学、数学、计算机学和工科等,能很大程度提高学生自主创新的能力。
    
    
回到学校后的吴敏脑子里总是在想这件事,他尽可能了解赛事具体事宜,特意请天津大学iGEM的领队浙大校友宋凯副教授来学校给同学们开讲座。
    
    
本不相识的老师和学生就在这次讲座上相遇。2009年12月26日,王少华他们惊喜地发现浙大嗜极微生物实验室网站上贴出了一则关于合成生物学与iGEM(国际基因工程机械大赛)竞赛讲座的通知。这正是吴敏发的。下午1点半,王少华他们四人准时去了讲座现场。“我当时还不知道学生已经自己组成小组了,我等宋凯老师讲完后还在向听讲座的同学们鼓动大家组队参加这个竞赛,没想到他们早己有所已经行动了。”吴敏十分高兴。
    
    
用“坚持”击败困难
    
    
按照国际基因工程机械大赛组委会的要求,参与竞赛的人员以及idear都必须由学生自主完成。“2010年1月,我们就在学校的98论坛上发帖,动员身边的同学加盟,然后分组学习往年竞赛的项目,又花了将近一个月的时间,进行头脑风暴,‘基因编译器’的概念和目标就是在头脑风暴中提出的。”王少华说。
    
    
起步似乎算很顺利,组队、头脑风暴、确定项目、筹集资金、进驻实验室,环环相扣中却有十面埋伏,大家都没想到,有这么多困难在等着……
    
    
“因为没有任何经验,特别在多学科交叉方面,同学们的基础薄弱,急需要有好的老师指导”吴敏说。“我们通过浙大主页,找了一些相关学科的老师,但效果并不好。虽然有老师表现出了兴趣,但研究方向上有差别,也就不太可能腾出时间来指导,再加上本科生出国竞赛,经费是个大难题,申请实验室做实验又是另一个大难题。在第二阶段,有些队员离开了这个团队。”王少华说。打击最大的还是核心队员朱侃、姚里、周青的离开,“他们都参加出国交流学习了。项目在实现路径上也没有突破。那个时候确实很沮丧。”
    
    
在感到渺茫的时候,同学们又找到了吴敏教授。“学生的这种不放弃不抛弃的精神正是与这项大赛的主题相吻合,让我很感动”吴敏说,他跑到了校本科生院,要求学校给予支持。由于是临时动议,学校一时无法将这个团队列入常规支持项目。“当时只给了二个大学国家创新项目2万元的经费支持。但这个经费远远不够,竞赛的报名费就要1750美金。”吴敏说,“我就对学生说,你们继续去做,别担心,不就是钱嘛,我去想办法。没有实验室,就用我们实验教学中心和我的科研实验室。”
    
    
这时,浙大生命科学学院专门从事生物信息研究的陈铭副教授也成为了这个团队的指导老师。“这个时候,我们忽然都觉得有力量了。”王少华说。真是柳暗花明,好事接连不断。生命科学学院得知情况后,筹集了一笔经费送到了队员们的手中,另一笔由浙大校友出资的赞助也谈成了。就在这时,正在钻研微生物和合成生物学文献的胡晨玥看到了关于“密码子”的概念,她灵光一闪,顺着这个思路一路想下去,研究终于有了重大突破。
    
    
“生物实验被认为是最锻炼人意志力的实验,因为它有很大的不稳定性。在实验过程中,每走一步几乎都可能会出问题。为了解决这些问题,我们不得不迫使自己去查阅更多的文献、问指导教师更多的问题。” 胡晨玥说,今年十月,就在离大赛还有1个月的时候,她忽然发现基因翻译的准确度偏差得很厉害,也就是说这个基因导航仪极有可能让基因找不到回家的路,这可急坏了所有参赛的队员,他们开始轮岗做实验,经过一个多月没日没夜的实验,终于让导航仪重新走上正路。
    
    
“我们设计的基因编译器不光具有钥匙的功能,而且是个基因导航仪。主要通过定量和理论生物学的手段,重组现有的基于DNA序列的功能组件。”王少华说,除了能够让任何基因顺利表达的功能外,基因编译器还能够设计让基因顺利表达的路径。这样,我们这个编译器就有了普遍的功能,任何无法顺利表达的基因,都可以通过这个基因编码器来找到解决的方法。”国际基因工程机械大赛组委会的评委对“基因编译器”的评语是“未来的发展前景很大,特别是在转基因技术以及基因的相关研究领域都有不可估量的作用。”吴敏老师则总结说,浙大这个获奖项目的思路出自于竺可桢学院“英语+X”专业的学生,这从另一个侧面说明,大学教育,专业知识并不是最重要的,关键是如何激发每个人的创新潜能。
    
    
(潘怡蒙)
    
    
采访手记:
    
    
浙大学生的ZJU-China代表队,用了近一年时间做了一个研究项目,前后有几十位同学参加。这个项目最终在MIT得了金奖。采访了这个故事,我最深的感受是——任何获得都需要付出主动的努力。
    
    
吴老师说,他之所以鼓励和帮助学生组织这个项目,有两个理由,一是因为这是一个多学科交叉的项目,可以让各学科的同学进行广泛的交流与学习的平台;二是因为这是一个全新的领域,要求每个同学去学习与思考,进行所谓的头脑风暴,通过这个活动,可以大大提升学生的自主学习能力和创新思维。他的总结是:大学教育,专业知识并不是最重要的,关键是如何激发每个人的创新潜能。
    
    
浙大的新生始业教育中有一个出现频率很高的词:自主学习,但并不是每个学生都真正理解这个词的含义。习惯了走已经铺好的路,似乎是现在在校学生的一种普遍的学习方式,这让期待看到“主动”的老师们失望。客观地说,参赛,不一定能得金奖。所有竞赛,得奖的,肯定是极少数。但主动的努力了,收获的,一定比金牌更有份量。