北京时间11月14日24：00，2021年国际基因工程机器大赛（iGEM）全球总决赛正式落下帷幕。由深圳大学生命与海洋科学学院组建的深圳大学iGEM竞赛团队（SZU-China）在众多参赛队伍中脱颖而出，进入全球前十（iGEM TOP 10），并斩获金奖（Gold Medal）及获得最佳制造类项目、最佳新基因元件两项提名（Nominated for Best Manufacturing Project, Nominated for Best New Basic Part），再续深大学子参与该项国际赛事以来的辉煌！

iGEM竞赛是全球合成生物学领域规模最大、学术影响力最高的顶尖国际赛事。iGEM竞赛项目也是深圳大学教务部本科生学科竞赛支持项目。该竞赛由美国麻省理工学院（MIT）于2003年创办，2021年全球共有来自42个国家的343支队伍参赛。国际名校哈佛、斯坦福、MIT纷纷派队出战，而中国参赛队伍包括国内顶尖高校如清华、浙大、复旦、上交大等在内的几乎所有双一流“世界一流大学”建设高校。

今年参赛项目由深圳大学生命与海洋科学学院与深圳未知君生物科技有限公司联合指导，未知君是国内领先的专注于肠道微生态治疗的AI制药公司，旨在通过微生物技术、AI技术和生物信息技术，利用活体生物药和微生物小分子调节剂实现疾病的缓解或治疗。参赛项目充分利用深圳生命健康产业发展优势，将学生创新能力培养与企业研发生产过程深度结合。项目由参赛学生根据企业研发规划自主设计策划，通过将企业需求融入人才培养过程中，提升高等教育对产业需求的适应。项目对破解学生培养与企业需求“两张皮”问题做出了积极探索，是学院深化产教融合，积极服务“双区”建设的典型案例。

参赛项目简介：

炎症性肠病（IBD）是一种累及回肠、直肠、结肠的特发性肠道炎症性疾病，其主要症状为肠道黏膜连续出现慢性、非特异性炎症反应，其发病周期长、易反复发作且有导致肠道发生癌变的风险。除了生理痛苦，这种疾病给患者带来很大的心理和经济负担，严重影响其生活质量。目前全世界有超过1000万人患有IBD及相关疾病，据预测未来其患病人数将进一步增多，因此IBD也越来越引起社会各界的重视。今年深圳大学iGEM竞赛团队基于合成生物学方法改造基因工程益生菌，开发了一种“鸡尾酒式”组合型益生菌助剂，以期从多个角度对因肠道菌群失衡导致的IBD进行辅助治疗。

项目以本身存在于人肠道中的益生菌——乳酸乳球菌和大肠杆菌nissle 1917作为底盘工程菌。通过文献调研及专家访谈，团队在可能导致IBD的在众多潜在靶点中选择了四个最重要的靶点，并由此对工程菌进行改造。首先在底盘中引入了来自多形拟杆菌的硫酯酶来生产丁酸，以促进肠上皮粘膜细胞修复，抑制炎症反应。同时还考虑异源表达极低浓度的人抗菌肽LL37来减少内毒素对人体的危害。另外，工程菌也异源表达超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）来清理患处过量的活性氧代谢物，减缓肠道损伤。同时工程菌还异源表达胆盐水解酶，扭转患者肠道内因微生物胆盐水解酶活性不足而导致的胆汁酸代谢受损，达到缓释炎症的目的。IBD患者发病时其肠道环境通常呈酸性，因此项目采用可以响应环境酸性的启动子来调控表达目的基因。此外，为了适应后期产品上市时监管的要求，团队还利用热休克蛋白和三氯生抗性基因来取代普通的抗生素筛选，并设计了自杀开关来避免工程菌逃逸至血液乃至自然环境中，保证项目应用的安全性。最后，为了贴合患者的实际情况，团队将治疗元件设计成可更替模块化，以便灵活地调整表达的目的基因种类以及表达强度。

多因子协同作用的“鸡尾酒”治疗方案

在产品实际应用上，项目也设计了整套解决方案。由于IBD患者经常需要采集粪便用于病情分析，而IBD患者发病时通常是水样便为主，采样困难。因而项目基于现有的粪便采样方案，设计了适合IBD患者长期使用的粪便采样套装，以解决稀便采样、收集装置等难点。项目还使用肠溶胶囊包埋真空冷冻干燥菌粉作为产品形式，并且进行了冻干粉保护剂配方优化，以有效增强活菌药物的稳定性、复溶活性、便携性与服药隐蔽性。项目还初步搭建出一个集成化在线健康管理平台，为患者提供交流的“社区”，以助于患者交流病情，互相鼓励，缓解心理压力。平台可以结合患者的粪便测序结果与日常饮食记录进行分析，为患者提供科学、有针对性的膳食指导。

项目计划未来向患者和医院提供自主研发的粪便收集装置，以便收集样品。收集到的粪便样品将进行全基因组测序分析，以解析患者肠道菌群的组成，并通过相对丰度分析方法呈现患者肠道菌群的动态变化。以此将每个治疗元件按比例互相搭配使用，个性化生产工程菌药物。项目也计划为患者定制饮食方案，记录每天的饮食情况，以便提前预测其肠道菌群变化。直到收到患者下一次的样品，进行下一轮检测。因而整个治疗进程将按该闭环循环进行，以跟踪每个使用组合型益生菌助剂的患者。项目闭环的治疗设计的实现将极大的推动基因工程治疗在精准医疗上的应用发展。

更多详细信息请见：

项目网站：https://2021.igem.org/Team:SZU-China

项目Pre视频：https://video.igem.org/w/jeg3BfGLbXizMoPaqQ5uCf

团队名单（排名不分先后）：

团队特别鸣谢

深圳大学教务部

深圳大学校友联络部

深圳大学教育发展基金会

深圳大学优秀校友企业：正中集团

深圳大学国际交流与合作部

深圳大学生命与海洋科学学院：肖时锋博士，过志鹏老师，王任泽同学

深圳未知君生物科技有限公司：谭验，郝淮杰，黄松，张宇龙，王将，罗鸣越，邓姗，童邦卓，杨楠，雷妍，戴方时

深圳职业技术学院：张丽君教授，吴卫佳同学

深大义工联丽湖分会，深蓝义卖

合作竞赛团队：清华大学，南方科技大学，中南大学，北京师范大学(珠海)，江南大学，华中农业大学，吉林大学，兰州大学，南京大学，深圳职业技术学院，北京化工大学，南京师范大学，深圳中学