选题是一个团队的基础,作为一个纯血的高中队伍(没有大牛指导老师给你砸大量实验思路,没有商业团队的大量资金人脉等),想要做出一定的基础性进展或者一些完全创新的东西可谓是难上加难,其主要困难在于精力,金钱和资源。因此,高中团队一般会围绕现有的技术或成果进行优化或组合。
第一种方法是从已有的科学发现和技术入手。首先,你可以搜索合成生物学或分子生物学期刊中的最新研究论文,或查看公众号,社交媒体获取最新的动态。寻找那些引起你兴趣或与你熟悉的现实问题相关的发现。一旦找到一个有前景的研究成果,思考如何将其应用于解决现实世界中的问题,以及它如何成为iGEM项目的基础。接下来,研究之前的iGEM项目,看是否有团队已经尝试过类似的问题。你可以通过搜索相关的关键词加上“iGEM”(例如“PETase iGEM”)来找到相关的项目,或使用Phoenix Project搜索工具查找相关项目。如果你发现之前的iGEM团队提出了更好的解决方案,可以考虑换一个项目创意。如果研究发现提供了一个更有效的解决方案,或解决了一个没有其他团队处理过的问题,那么你可以把它列为一个潜在的项目创意。为了进一步发展这个想法,可以对相关文献进行更深入的回顾。
我们就是使用这种方法来发展BNDS-China 2023项目的创意。我们的一位团队领导在回顾最新文献时,发现了关于金黄色葡萄球菌群体感应途径的研究。受到这个发现的启发,她提议将这个途径重构到大肠杆菌中,创造一种能够检测肠道中金黄色葡萄球菌存在的菌株。随着对金黄色葡萄球菌感染文献的进一步探索,我们发现内溶素可以作为治疗细菌感染的有效解决方案。这一发现最终促使我们将内溶素整合到项目中。最终,我们的项目旨在利用大肠杆菌的群体感应系统来检测肠道中的金黄色葡萄球菌,并释放内溶素以杀死金黄色葡萄球菌,提供一种诊断和治疗该病原体引起的肠道感染的双重方法。
第二种方法是从一个问题入手。iGEM社区有一句著名的话:“Local people solving local problems.” 。在产生项目创意时,一个好的方法是先找出一个本地问题。寻找问题的灵感可以通过浏览Village页面来获得。每个Villages都有描述其中的问题,通过这些描述,我会试图找出一个与自己生活或社会相关的问题。一旦找到一个相关的问题,就可以搜索iGEM项目和研究文章,看看是否已有团队提出了解决方案或相关发现。如果没有iGEM团队处理过该问题,或者他们的解决方案不完整,而你发现了一些研究成果可以提供更有效的解决方案,那么你很可能可以将这些研究成果付诸实践。
这就是我们2024年iGEM项目的方法。当我们查看iGEM Village描述时,我注意到Therapeutics Villag中IBD是一个重要的话题。在其他iGEM团队处理IBD的项目时,我们发现许多解决方案过于粗糙,方法一致。大多数团队的解决方案包括检测与炎症相关的生物标志物,并释放缓解炎症的物质。然而,他们没有尝试识别炎症的根本原因并加以预防。这个发现使得我们阅读关于肠道炎症原因的文章。我发现肠道微生物群产生的代谢物与肠道内炎症水平密切相关。与此同时,一篇合成生物学文章展示了成功构建能够分析多重输入并生成输出的复杂逻辑门的研究。基于以上,我们得到了项目创意,利用逻辑门技术,通过益生菌大肠杆菌预防炎症性肠病。通过将逻辑门与能够检测代谢物水平的生物传感器结合,工程化的大肠杆菌可以监测并分析人类肠道中代谢物的浓度。如果检测到波动,它可以动态调节代谢物水平,确保其维持在健康范围内,从而预防如IBD等肠道疾病。
然而,请记住,BioBuilder第一章中提到的关键教训:避免尝试解决不适合合成生物学优势的“问题”。
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