聚焦綠色發(fā)展，南工大iGEM戰(zhàn)隊(duì)在全球賽事中摘獲雙金
來(lái)源： 紫牛新聞
2025-11-16 20:00:00
近日，2025年國(guó)際基因工程機(jī)器大賽（iGEM）在法國(guó)巴黎落下帷幕。記者從南京工業(yè)大學(xué)獲悉，該校NJTech-China、NJTECH-CHINA-A兩支隊(duì)伍聚焦友好環(huán)境、綠色發(fā)展，在與全球400余支高校代表隊(duì)的角逐中表現(xiàn)優(yōu)異，分別斬獲全球金獎(jiǎng)，在世界競(jìng)技舞臺(tái)彰顯了聚力創(chuàng)新的實(shí)力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的風(fēng)采。
“智能細(xì)胞工廠”實(shí)現(xiàn)“一菌雙產(chǎn)”
聚酰胺54即PA54（俗稱(chēng)“尼龍54”）作為聚酰胺家族的新成員，是家族里的“環(huán)保優(yōu)等生”，然而其原料須由“生物基尸胺”和“生物基琥珀酸”兩種菌種生物合成，不僅流程復(fù)雜，需使用大量酸堿中和劑，還會(huì)產(chǎn)生廢鹽、二氧化碳等廢棄物。南京工業(yè)大學(xué)生物與制藥工程學(xué)院陳可泉教授團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的NJTech-China團(tuán)隊(duì)，通過(guò)合成生物學(xué)技術(shù)，解決了這一問(wèn)題，在2025年iGEM競(jìng)賽中斬獲全球金獎(jiǎng)、最佳提升元件獎(jiǎng)，并獲得最佳生物制造項(xiàng)目提名。
指導(dǎo)老師馮嬌副教授介紹，以前制造聚酰胺54得請(qǐng)“兩個(gè)不同的微生物團(tuán)隊(duì)”干活，一個(gè)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)造尸胺，另一個(gè)專(zhuān)門(mén)造琥珀酸?！熬拖褡鲲?，得去A廚房蒸饅頭，再去B廚房燉排骨，流程長(zhǎng)且復(fù)雜，且兩者工作時(shí)還會(huì)浪費(fèi)資源，產(chǎn)生沒(méi)用的廢棄物?！敝笇?dǎo)老師許晟副教授形象地補(bǔ)充道：“我們是把以前兩個(gè)各自生產(chǎn)、浪費(fèi)嚴(yán)重的作坊，變成了一個(gè)高效、自給自足，還能‘內(nèi)部消化垃圾’的‘全能一體廚房’。”
團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)朱楚寧同學(xué)介紹，NJTech-China團(tuán)隊(duì)是一支典型的跨學(xué)科隊(duì)伍，師生來(lái)自生工、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、藝術(shù)等學(xué)院。項(xiàng)目中，他們構(gòu)建了“干實(shí)驗(yàn)”與“濕實(shí)驗(yàn)”雙軌并行的研發(fā)策略，形成“設(shè)計(jì)-構(gòu)建-驗(yàn)證-優(yōu)化”的閉環(huán)，極大提升了研發(fā)的精準(zhǔn)性與效率。
“為了打造智能細(xì)胞工廠，我們選用大腸桿菌NT1003作為‘底盤(pán)細(xì)胞’，通過(guò)合成生物學(xué)手段，對(duì)其進(jìn)行了精巧的設(shè)計(jì)改造?！睗駥?shí)驗(yàn)組（實(shí)驗(yàn)室里驗(yàn)證）組長(zhǎng)鹿晨曦同學(xué)介紹說(shuō)，在老師們的指導(dǎo)下，他們?yōu)榫臧惭b了“基因開(kāi)關(guān)”，改造了關(guān)鍵酶、調(diào)控了輔因子，精準(zhǔn)控制實(shí)現(xiàn)了“一菌雙產(chǎn)”。
“一菌雙產(chǎn)”破解傳統(tǒng)工藝環(huán)保痛點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建的利用葡萄糖同步生成尸胺與琥珀酸（聚酰胺54兩種關(guān)鍵前體）的“智能細(xì)胞工廠”，不僅簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)生產(chǎn)流程，更實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中的酸堿自中和與原位二氧化碳固定，顯著減少了中和劑使用量和廢鹽排放，真正實(shí)現(xiàn)了綠色、低碳制造。
新型抗菌敷料守護(hù)寵物健康
隨著寵物飼養(yǎng)量持續(xù)增長(zhǎng)，狗癬、貓癬等皮膚細(xì)菌感染已成為臨床常見(jiàn)問(wèn)題，目前通常采取抗生素療法。但抗生素的過(guò)度使用會(huì)導(dǎo)致耐藥菌株頻現(xiàn)，治療效果下降，形成“用藥-耐藥-再用藥”的惡性循環(huán)。南京工業(yè)大學(xué)食品與輕工學(xué)院江凌教授團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)的NJTECH-CHINA-A團(tuán)隊(duì)，為解決寵物臨床抗生素耐藥性這一難題提供了新方案。
“就像超級(jí)細(xì)菌的出現(xiàn)一樣，寵物細(xì)菌對(duì)抗生素也在不斷‘升級(jí)防御’?！苯杞忉?zhuān)麄儓F(tuán)隊(duì)利用合成生物學(xué)技術(shù)，通過(guò)“新型抗菌肽挖掘-經(jīng)典抗菌肽優(yōu)化-高效表達(dá)體系構(gòu)建-功能性敷料整合”的全鏈條研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)寵物皮膚細(xì)菌感染的安全、高效治療的寵物抗菌敷料，解決傳統(tǒng)抗生素耐藥性強(qiáng)、抗菌產(chǎn)品成本較高等行業(yè)痛點(diǎn)。
“抗菌肽作用于細(xì)菌細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞膜，進(jìn)而使細(xì)菌裂解死亡?！眻F(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師孫楊介紹說(shuō)，團(tuán)隊(duì)采用的“抗菌肽”是生物體內(nèi)的小分子肽，與傳統(tǒng)抗生素作用機(jī)制不同，其可以通過(guò)物理方式破壞細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使其糖、蛋白質(zhì)等內(nèi)溶物外泄而導(dǎo)致死亡?！斑@好比精準(zhǔn)打擊，直接擊穿細(xì)菌的‘城墻’，而細(xì)菌難以通過(guò)變異來(lái)應(yīng)對(duì)這種物理性攻擊，從而有效規(guī)避耐藥性問(wèn)題?！?/p>
據(jù)介紹，這支團(tuán)隊(duì)特別“混搭”，涵括了從食品、生工到計(jì)算機(jī)、機(jī)械等學(xué)院的師生，有人負(fù)責(zé)搞技術(shù)、有人負(fù)責(zé)做實(shí)驗(yàn)、有人負(fù)責(zé)對(duì)接需求，硬是把“實(shí)驗(yàn)室里的想法”變成了能幫助寵物的實(shí)用方案。
擔(dān)任人類(lèi)實(shí)踐組（從生活中來(lái)到生活中去）組長(zhǎng)的楊亦檸同學(xué)介紹，光有抗菌肽還不夠，得方便寵物主人使用。團(tuán)隊(duì)又把抗菌肽負(fù)載于特殊水凝膠基質(zhì)中，制成類(lèi)似創(chuàng)可貼的敷料?！斑@種材料既能持續(xù)釋放藥物，又具備良好的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度，能夠較好地適應(yīng)寵物皮膚，比傳統(tǒng)藥膏方便多了?！?/p>
記者了解到，iGEM是合成生物學(xué)領(lǐng)域的頂級(jí)國(guó)際賽事，已覆蓋全球60余個(gè)國(guó)家。賽事以“用標(biāo)準(zhǔn)化生物元件設(shè)計(jì)人工生物系統(tǒng)”為核心，鼓勵(lì)跨學(xué)科協(xié)作，結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)、建模、設(shè)計(jì)等能力，解決環(huán)境、醫(yī)療、制造等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，每年都受到《科學(xué)》《自然》等頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊的密切關(guān)注。
通訊員 楊芳
揚(yáng)子晚報(bào)/紫牛新聞?dòng)浾?楊甜子