2020-2019iGEM論文集特刊

與當下的 iGEM 新目標吻合 —— 讓全球每個區域中的每一個人參與到合成生物學的發展中來，iGEM 鼓勵世界各地的年輕研究者們用實用的合成生物學技術來應對當地的重要的挑戰。

2019 2020 iGEM 特刊：

https://www.sciencedirect.com/journal/synthetic-and-systems-biotechnology/special-issue/10P45NQDZ55

2019 年和 2020 年 iGEM 特刊正式發布！該特刊為(wei) 與(yu) Synthetic and Systems Biotechnology 期刊合作發表的論文集合，共收錄了 12 篇由 iGEM 隊伍撰寫(xie) 的論文，包括各種 SynBio 平台，其範圍包括生物傳(chuan) 感、治療、生物修複和新型穩定生物材料的開發等。本期特刊中的文章展示了合成生物學在解決(jue) 各種社會(hui) 需求方麵的能力，是對合成生物學在追求新穎、影響力和應用性的生物功能庫的積極補充。

我們(men) 的工作旨在為(wei) 年輕的合成生物學家提供一個(ge) 可以分享和慶祝他們(men) 的工作的場所，同時與(yu) 更資深的同事和科學家進行交流，以指導他們(men) 更好地設計、執行和構建他們(men) 的研究工作。

通過策劃更多的像 iGEM 特刊這樣的活動，一個(ge) 健康且活躍的合成生物學生態圈可以繼續支持和激勵年輕的研究人員走向更好的、可持續的未來。

文章介紹

怎樣才能使癌症成為(wei) 更容易治療的疾病？

#癌症治療 #藥物遞送

2019 年 UCL iGEM 團隊創建了一個(ge) 更好的藥物輸送係統，以降低癌症的治療風險。該團隊利用包囊蛋白納米組件加強生物製劑的目標識別，證明了乳腺癌細胞中細胞膜受體(ti) 的成功識別和結合^[1]。

世界上販運最多的野生動物產(chan) 品是什麽(me) ？

#無細胞係統 #toehold switches

該產(chan) 品的問題是它很難與(yu) 其他類似產(chan) 品區分開來。2020年，iGEM Evry Paris-Saclay 團隊決(jue) 定開發一種生物傳(chuan) 感器，這將有助於(yu) 解決(jue) 這個(ge) 問題。該團隊將 toehold switches 和無細胞表達平台結合起來，以檢測被高度販運紅木的存在，該項目引入了低成本的傳(chuan) 感和檢測框架，可應用於(yu) 防止瀕危物種的檢測及販賣中^[2]。

如何改進目前的蛋白質檢測係統，使其更加準確？

#無細胞係統 #蛋白質檢測

iGEM XMU-China 2018 團隊發現傳(chuan) 統的抗原抗體(ti) 檢測方法可能對某些蛋白質的選擇性和特異性不強。他們(men) 研究了一種基於(yu) 無細胞誘導劑的方法，該團隊將適配體(ti) 的結合特異性與(yu) CRISPR-Cas 的裂解能力相結合，以建立信號放大的裝置，該裝置能夠以非常低的檢測極限檢測蛋白質^[3]。

為(wei) 什麽(me) 你的牛仔褲如此有毒？

#天然色素 #細胞工廠

iGEM SZU-China 2020 團隊優(you) 化了環境友好的梔子藍染料，使其具有耐熱性，從(cong) 而用於(yu) 該行業(ye) 。這種方法有助於(yu) 消除牛仔褲製作過程中的有毒化學染料，但仍能保持其標誌性的顏色，強調了基於(yu) 微生物的策略在生產(chan) 天然色素方麵的潛力^[5]。

為(wei) 什麽(me) 傳(chuan) 統的癌症治療方法有副作用？

#癌症治療 #蛋白質工程

常用於(yu) 治療的單克隆抗體(ti) 無法穿透癌細胞並喚起免疫反應，從(cong) 而導致嚴(yan) 重的副作用。2020 Korea HS iGEM 高中團隊進行了蛋白質工程來開發細胞穿透抗體(ti) ，報告了一種具有治療潛力的有效和穩定裝置的特征^[6]。

你知道日常消費品的生產(chan) 會(hui) 釋放出幹擾荷爾蒙的化學物質嗎？

#生物降解

這些化學物質（又稱EDC）模仿了正常荷爾蒙的形狀，從(cong) 而幹擾了正常過程。PuiChing Macau 2019 iGEM 團隊用漆酶研究了這些化合物的降解過程。他們(men) 創建了一個(ge) 漆酶表達係統以幫助降解環境中的內(nei) 分泌幹擾化學品^[7]。

你知道使用不常見的D型氨基酸會(hui) 使蛋白質更有彈性嗎？

#蛋白質工程

“由於(yu) 在蛋白質中自然不存在，在蛋白質的特定部位加入 D 型氨基酸將使其更具有熱穩定性，將減緩其蛋白質的降解，並可能完全改變其功能”。Freiberg 2019 iGEM 團隊創建了一個(ge) 服務器，通過分子對接來改善治療性多肽的作用和穩定性，使他們(men) 能夠識別新的最佳 D-肽來瞄準感興(xing) 趣的配體(ti) 。他們(men) 的概念驗證實現了對具有藥理學意義(yi) 的結合物的成功識別^[8]。

全球最有害的100個(ge) 外來物種之一是什麽(me) ？

#RNAi #物種入侵

SZU-China 2019 iGEM 團隊的成員在看到這個(ge) 物種在他們(men) 的校園裏生長時，開始關(guan) 注它的蔓延。該團隊利用 RNA 幹擾（RNAi）電路來阻礙威脅性植物薇甘菊的生長和發育，該項目展示了 RNAi 技術實現的除草活性^[9]。

蛋白質可以阻止火災嗎？

#蛋白質工程

PuiChing Macau 2020團隊說：“可以！” 該團隊提出了具有粘性的蛋白質基阻燃劑作為(wei) 塗層材料，通過對具有阻燃能力的設備進行工程化和表達，該項目證明了阻燃蛋白是一種可行的替代品^[10]。

你知道有一些化合物是如此有害，直到2024年之前都完全不會(hui) 被使用嗎？

#生物降解

這些化合物（又稱 PFAS）具有很強的降解能力，被廣泛用作不粘塗料、阻燃劑等。USAFA 2020 iGEM 團隊開始了一個(ge) 艱難的旅程，該團隊通過對 PFC 降解酶的鑒定和工程設計來解決(jue) 全氟化合物（PFC）的降解問題，最終將這些化合物從(cong) 受汙染的地方清除^[11]。

你知道嗎？宮頸癌的死亡率為(wei) 50%！

#癌症檢測 #miRNA

因為(wei) 缺乏快速和方便的診斷工具，宮頸癌通常被診斷得太晚。SASTRA Thanjavur 2019 iGEM 團隊專(zhuan) 注於(yu) 用優(you) 化生物標誌物診斷宮頸癌，並開發了一個(ge) 定製的流程來構建由 toehold switches 和 microRNAs 操作的檢測電路^[12]。

Reference:

[1] Van de Steen A, Khalife R, Colant N, et al. Bioengineering bacterial encapsulin nanocompartments as targeted drug delivery system. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):231-241. Published 2021 Sep 9. doi:10.1016/j.synbio.2021.09.001

[2] Soudier P, Rodriguez Pinzon D, Reif-Trauttmansdorff T, et al. Toehold switch based biosesensors for sensing the highly trafficked rosewood Dalbergia maritima. Synth Syst Biotechnol. 2022;7(2):791-801. Published 2022 Mar 30. doi:10.1016/j.synbio.2022.03.003

[3] Chen J, Zhuang X, Zheng J, et al. Aptamer-based cell-free detection system to detect target protein. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):209-215. Published 2021 Aug 13. doi:10.1016/j.synbio.2021.07.004

[4] Yang Z, Liu M, Wang B, Wang B. Classification of protein domains based on their three-dimensional shapes (CPD3DS). Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):224-230. Published 2021 Sep 8. doi:10.1016/j.synbio.2021.08.003

[5] Li W, Li J, Xu Y, et al. Expression of heat-resistant β-glucosidase in Escherichia coli and its application in the production of gardenia blue. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):216-223. Published 2021 Aug 24. doi:10.1016/j.synbio.2021.08.002

[6] Bae J, Song Y. Engineering a cell-penetrating hyperstable antibody scFv(Ras) - An extraordinary approach to cancer therapeutics. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):343-350. Published 2021 Oct 20. doi:10.1016/j.synbio.2021.10.002

[7] Mo Y, Lao HI, Au SW, et al. Expression, secretion and functional characterization of three laccases in E. coli. Synth Syst Biotechnol. 2021;7(1):474-480. Published 2021 Dec 7. doi:10.1016/j.synbio.2021.12.002

[8] Engel H, Guischard F, Krause F, et al. finDr: A web server for in silico D-peptide ligand identification. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):402-413. Published 2021 Nov 23. doi:10.1016/j.synbio.2021.11.004

[9] Mai J, Liao L, Ling R, et al. Study on RNAi-based herbicide for Mikania micrantha. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):437-445. Published 2021 Nov 27. doi:10.1016/j.synbio.2021.11.005

[10] Leong WI, Lo OLI, Cheng FT, Cheong WM, Seak LCU. Using recombinant adhesive proteins as durable and green flame-retardant coatings. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):369-376. Published 2021 Nov 5. doi:10.1016/j.synbio.2021.10.005

[11] Harris JD, Coon CM, Doherty ME, et al. Engineering and characterization of dehalogenase enzymes from Delftia acidovorans in bioremediation of perfluorinated compounds. Synth Syst Biotechnol. 2022;7(2):671-676. Published 2022 Feb 16. doi:10.1016/j.synbio.2022.02.005

[12] Baabu PRS, Srinivasan S, Nagarajan S, et al. End-to-end computational approach to the design of RNA biosesensors for detecting miRNA biomarkers of cervical cancer. Synth Syst Biotechnol. 2022;7(2):802-814. Published 2022 Apr 4. doi:10.1016/j.synbio.2022.03.008