美国东部时间2018年10月24日至10月28日，2018 iGEM（国际基因工程机器大赛）Giant Jamboree(全球决赛) 在波士顿Hynes会议中心举办。北京大学代表队（Peking）以“合成细胞器-基于相分离的多功能细胞器平台”为主题的项目获得金奖，并在激烈的竞争中获得了“最佳基础进展提名(Nominated Best Foundational Advance) ”“最佳元件收集提名(Nominated Best Part Collection)”及“最佳新组合元件提名(Nominated Best New Composite Part)”三项单项奖提名。

 

国际基因工程基因大赛（iGEM）起源于2003年的美国麻省理工学院（MIT），目前已经发展成为合成生物学领域顶尖的大学生科技赛事。北京大学作为中国最早参与iGEM赛事的学校，自2007年以来一直积极参加iGEM比赛，长期取得优异的成绩，并在中国的iGEM社区建设中发挥着重要作用。

北京大学iGEM团队始终坚持多元交叉和鼓励自主创新的传统。今年，来自js3845金沙线路，公共卫生学院，基础医学院，元培学院，物理学院，药学院的14名本科生，全程参与并完成了文献调研，项目设计，模型分析与实验验证的过程，并较为独立地承担起实验室统筹，经费管理，行程安排，项目展示与网站搭建的工作。在这个过程中，同学们克服种种困难，磨练科研素质与意志品质，既获得了个人的成长，也收获了难得的友谊。

今年，北京大学iGEM团队将"液液相分离"概念引入合成生物学，并藉此成功在酵母细胞中构建了多功能的无膜细胞器平台。在细胞中，相分离能够帮助特定的组分实现灵活的自组织，在局部创造特定的微环境，并根据生命活动的需要进行快速多变的响应。北大iGEM团队利用模块化的同源寡聚肽段和相互作用元件，满足了相分离对于多价相互作用的需求，在酵母细胞中分别构建出自发形成和诱导形成的合成细胞器，实现了不同时间尺度的调控。团队同时基于PDE模型和荧光显微镜实验，对合成细胞器的形成过程进行了半定量的动力学研究，更好地理解了元件参数对系统行为的影响，挖掘精细调控细胞器的潜力。

北大iGEM团队基于现有的成果提出了合成细胞器在生物工程中的应用，并实现了其中的部分构想。团队成功验证了，将相互作用元件更换为被特定小分子诱导二聚的元件后，无膜细胞器可以作为该小分子的检测器使用，并具有灵敏的响应曲线。考虑到细胞器聚集组分和具有疏水性的特点，北大iGEM团队基于代谢模型提出了利用合成细胞器加速生物生产的构想，并在胡萝卜素的生产系统上验证了可行性。除此之外，团队还给出了包括使用光控元件，招募功能蛋白在内的几个优化合成细胞器设计的方式，并获得了初步的实验验证。

    与此同时，北大iGEM团队积极地开展了社会实践活动。面临生物工程日益多元、交叉的趋势，团队对iGEM社区历年成员的地区、学术、研究兴趣的背景进行了统计，并尝试与不同背景的人士进行线上与线下的科学沟通。而面临基础研究向应用场合转化时的困境，团队积极思考了这一问题并在硬件和软件上试图提出了一些解决方案。北大iGEM团队与国内各高校iGEM队伍进行广泛深入的交流合作，与四川大学、中科大，南开大学等队伍提供了等8支队伍开展了具体的建模与实验的合作。参加iGEM竞赛的过程中，北大队员在世界舞台上再次展现了北京大学优良的学术传统和精神风貌，并与全球的合成生物学研究者进行了充分的探讨与交流。

      

本次北京大学iGEM队伍的指导老师是北京大学定量生物学中心欧阳颀教授，魏平研究员，林一瀚研究员。生命科学联合中心博士研究生李承，傅偲，吴结根为项目提供了实验技术的指导和帮助。北大iGEM得到了js3845金沙线路提供的经费支持，以及贺新强教授，王青松副教授的指导和帮助。