中心学生在国际定向进化大赛取得佳绩
什么是定向进化?
定向进化是生物工程领域常用的工程学方法,通过人为设置选择压力并模仿自然选择,以获得具有特殊生物学功能的分子、代谢通路或物种。
与合成生物学传统意义上的理性设计概念不同,定向进化技术既有理性设计基础,又有非理性设计的环节和相应优势。
通过在体内或体外对基因进行循环“诱变——筛选”步骤,定向进化使得进化的力量为科学家所用,为基因工程、蛋白质工程等领域带来了丰富的成果。在核酸合成成本不断降低,机器学习算法不断强化的今天,可以预见,定向进化技术将为构建现有建模方法难以适用的复杂生物工程对象打开大门。
“随机突变”——“筛选有利突变”——“理想分子”
什么是 iDEC?
国际定向进化大赛(International Directed Evolution Competition, 简称iDEC)是一项以定向进化为工程主题的科研竞赛活动,面向来自全球的高中生、本科生和研究生开放。
iDEC旨在推动定向进化的技术创新和应用,为定向进化领域建立以年轻人为主体的科学社区,并丰富生命科学的学科竞赛类型。
OUC 队伍斩获佳绩
中国海洋大学海洋生命学院海洋生命科学实验教学中心学子陈为哲、魏玖石、张容霄、宋旭尧、邹欣岐、钟子翔、郭家良组成的,王祥红老师作为指导的的OUC本科生团队。利用连续定向进化系统EvolvR对荧光素酶系统进行了定向进化。该项目极具创新性及挑战性,为基础生物科学研究领域进一步发展贡献了自己的一份力量!
在2021年10月15日-10月17日,竞赛团队参与了iDEC Festival, 进行了线上的项目展示与poster展示,并与来自帝国理工大学。俄勒冈州大学,爱丁堡大学,中南大学等国内外多所知名大学的优秀团队进行了深入交流。
该项目最终斩获iDEC科学贡献奖,最佳报告系统提名,最佳项目演讲题目,最佳靶向分子提名。OUC 2021队伍为OUC在参与该项大型国际科研竞赛开了好头。
项目概述:
EvolvR, a system that can continuously diversify all nucleotides within a tunable window length at user-defined site, is an attractive method for continuously directed evolution. Their project attempts to conduct directed evolution of luciferase lux of Marine Vibrio FG-1 isolated from the Yellow Sea by using EvolvR system, aiming to explore a luciferase mutant with better potential performance and various luminescence spectrum.
EvolvR是一个可以在核酸序列上对用户自定义的区域进行持续突变的系统。该项目尝试利用EvolvR系统对从黄海分离的海洋弧菌Fg -1荧光素酶luxA进行定向进化,旨在探索具有优秀性能和多种发光光谱的荧光素酶突变体。
In addition, multiple gRNAs-guided EvolvR system is of great application value. However, due to the problem of genetic instability in the construction process of multiple gRNA, they propose the idea of using ELSA (Extra-long sgRNA Arrays) to help build multiple gRNAs-guided EvolvR system. They envision that a stable multiple gRNAs-guided EvolvR system will provide a new strategy for simultaneous evolution of multiple genes, such as metabolic pathways.
此外,多gRNAs引导的EvolvR系统有着巨大的的应用价值。但由于多gRNA构建存在遗传不稳定性问题,项目提出了使用ELSA (Extra-long sgRNA Arrays)帮助构建多个gRNAs引导的EvolvR系统的想法。并设想,一个稳定的多gRNAs引导的EvolvR系统将为多个基因(如代谢途径优化)同时进化提供一种新的策略。