dx.doi.org/10.1021/sb300027y
ACS Synth. Biol. 2012, 1, 284−29
贴个老文章,因为这篇文章有点故事。我和这篇文章的通讯作者还因此产生了一点小误会。注意本文的第一个作者单位是iGEM代表队。这里附上一篇2012年人人上的文章(作者略):
2011年11月份的国际基因工程机器大赛(international Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)中,北京大学iGEM团队进入世界总决赛前十六名并且获得金质奖章。该队项目经过半年的后续深入研究,部分成果(Automated design of genetic toggle switch with predetermined bistability)投稿美国化学家协会(American Chemical Society)《合成生物学》,目前已经被顺利接收,预计于今年6月份发表。
合成生物学的目的在于准确而快速地设计能够执行预期功能的生物网络。然而一直以来,人们始终无法设计出大尺度、高复杂度的基因线路(gene circuit);这主要是因为,用于基因线路设计的功能模块(module)只能依赖传统的突变--筛选手段进行优化和调试,而无法借助计算工具来进行有效的辅助设计。
为了解决上述核心问题,北大iGEM团队以基因线路的经典功能模块--扳键式遗传开关(genetic toggle switch)为范例,将细菌中核糖体结合位点强度的热力学计算方法和扳键式遗传开关的随机过程模型整合到一起,并随之应用于扳键式遗传开关的双稳态性质预测,成功实现了扳键式遗传开关的程序自动化设计(in silico automated design)。利用此方法,我们既可以仅仅通过扳键式遗传开关的DNA序列就预测其双稳态性质,也可以针对任意想要的双稳态性质计算出与之相应的DNA序列;整个过程都由程序辅助完成,不需要传统的突变--筛选过程,而且高度可靠。
此项研究成果由北京大学来自生命科学学院,化学与分子工程学院和物理学院的本科生完成,文章第一单位为北京大学iGEM团队(现已改称为北京大学合成与系统生物学协会)。北京大学定量生物学中心提供学术指导,北京大学生物基础教学中心提供实验室,北京大学生命科学学院提供活动和仪器支持,北京大学教务部和国家自然科学基金提供经费支持。
国际基因工程机器大赛(iGEM)是国际上合成生物学领域的顶级大学生科技赛事。该竞赛由美国麻省理工学院于2003 年创办,2005年发展成为国际赛事,竞赛规模不断壮大,2011年共有各大洲共164支队伍参加。北京大学iGEM代表队是中国最早成立的iGEM代表队,也是第一批参加iGEM的中国队伍之一。
北京大学iGEM团队自成立五年以来,团队的主要目的是通过比赛加强本科生的独立科研能力培养和交叉学科训练,突破以往传统高等教育惯用的“教师主导、学生参与”的方式,采取学生自由选题、教师提供专业意见的“学生主导、教师把关”的新型模式。由于其学术性,独立性,开放性,北京大学iGEM团队对提高北大学生独立科研水平,提升北京大学的国际声望,以及提升中国在国际合成生物学界的科研地位,均起到了很大的促进作用。
2007年第一次参加iGEM大赛,北京大学iGEM团队就荣获the Only Grand Prize(总决赛冠军)以及the Best Information Processing Project单项奖的好成绩。课题部分成果于2010年3月在英国《自然》杂志子刊《分子系统生物学》上正式发表。2010年,北大iGEM团队又在iGEM比赛中获得the First Runner Up(总决赛亚军)以及the Best Environment Project单项奖,其项目Network Reverse Engineering Approach in Synthetic Biology经过1年后续研究,于2012年被德国《应用化学》接收。此次被接收文章为北大iGEM团队第三次在国际顶级期刊发表论文,北大iGEM团队2011年的其余研究项目仍然在跟进。
北京大学iGEM团队(现已改称北京大学合成与系统生物学协会)秉承开放式的运行模式,鼓励更多有热情有活力的本科生参与到合成生物学的一线研究中来。