工业革命期间，当煤炭被大量燃烧时，人们并不知道大气中碳的微妙平衡。当塑料在20世纪30年代被发明出来的时候，我们无法预料它们会如何污染我们的海洋。
在21世纪，我们对自然世界有了更好的理解。我们也有工具和技术让人们更好地与世界保持平衡。精密技术，如国际遗传工程机器(iGEM)竞赛中开发的合成生物学解决方案，正在帮助我们解决过去的问题，同时建设一个可持续的明天。
对合成生物学领域的年轻科学家来说，iGEM竞赛几乎是人生必经之路。这项比赛于2003年在麻省理工学院(MIT)的一个独立学习课程中诞生。Ginkgo Bioworks的联合创始人汤姆·奈特(Tom Knight)也是第一门课程的联合创始人。还有iGEM的创始人兰迪·雷特伯格和合成生物学的领导者德鲁·恩迪。Ginkgo联合创始人Austin Che、Reshma Shetty、Barry Canton和Jason Kelly参加了早期的课程。2006年，他们一起加入了一个iGEM团队，致力于在大肠杆菌中生产一种风味化合物。如今，许多合成生物学的行业领袖都是在iGEM crucible的激烈竞争中脱颖而出的。
自2003年以来，iGEM已经发展成为一个全球性的活动，成千上万的参与者聚集在波士顿参加iGEM的大型聚会。这个比赛展示了来自高中、本科和研究生水平的年轻合成生物学家的创新，这些创新有助于通过合成生物学解决全球问题。关键在于使用标准的生物部件。这些是DNA的功能单位，就像基因或启动子。这些部件被添加到iGEM注册表中，以便未来几年世界各地的团队可以使用它们来创建新的生物解决方案。它的全球团队合作。
用生物学构建未来
考虑到它们对培养下一代合成生物学家的影响，有远见的公司热衷于支持iGEM团队。Twist Bioscience公司认识到，通过将他们的DNA合成技术与iGEM合作，他们可以为参与者带来直接的好处。DNA是工程生物学的基础元素，是能够规划可持续生物经济的“生物细胞”。Twist在硅芯片上开发了一个独特的DNA合成平台。当首席执行官艾米丽·勒普罗斯特(Emily Leproust)在2019年的大型聚会上致辞时，她把DNA比作语言。
wist的CEO Emily Leproust在iGEM巨人大会上向下一代合成生物学家发表演讲。她传达的信息是:制造DNA的能力永远不应该成为创新者为世界提供生物解决方案的障碍。照片:iGEM基金会和贾斯汀·奈特。
她解释说:“单个信件的影响力很小，但如果按顺序排列，它们有能力描述我们周围的世界，带来知识、关系和参与。”她强调了iGEM的创业精神和改变世界的精神，并补充说:“Twist始于一个伟大的想法。我们可以用硅技术来写DNA。我们每天都在生产数百万的寡核苷酸，我们把这些寡核苷酸转化成数千种高级基因，供研究人员使用。”
今年的团队瞄准了污染
污染是今年比赛的共同主题之一，在今年的iGEM巨人大会上，有许多杰出的团队在这个领域工作:
埃克塞特大学的研究小组指出，海洋中35%的微塑料污染来自洗衣，其中大部分来自我们的聚酯服装。他们着手制造一种以酶为基础的过滤器，阻止细菌进入海洋。他们的方法包括合理地设计酶和重建现有酶的祖先版本，从而最好地设计出一种稳定的、功能性的蛋白质，将其纳入过滤系统。
iGEM埃克塞特
另一个大项目旨在设计微生物来捕捉碳并影响当地天气。台湾的NCHU Taichung对浮游植物中的碳捕获途径很感兴趣，这种途径可以生成二甲基硫化物，并将其转化为云凝结核。他们在大肠杆菌中设计了一种不同的二甲基硫通道来做同样的事情。碳捕获本身就有助于减少温室气体的排放，但用这种产品在云中播种也有助于反射阳光，就像地球极地的冰一样。
曼彻斯特的这个可爱的团队设计了一种细菌来生产天然的染发剂，这种染发剂不仅给头发上色，而且有助于头发的修复。传统的染发剂可能含有过敏原，而且它们的制造比Cutiful合成生物溶液更不环保。他们的生物友好型染发剂甚至能产生令人愉悦的柑橘或香草气味。
巴黎的Cinergy团队想知道，对于法国每年扔在地上的300亿个烟头，他们能做些什么。每个烟蒂需要10到15年才能自行降解，但巴黎的研究小组找到了一种方法，将它们转化为绿色电力。他们通过改造微生物，将烟蒂的主要成分醋酸纤维素分解成碳水化合物。碳水化合物可以被另一种微生物用来制造电子，这些电子被引导到导线上，产生可用的电能。
超越iGEM:把好的想法带到这个世界
在iGEM开发的新奇想法也不会在项目结束时消失。为了帮助留住和发展这些全球人才，iGEM基金会在iGEM之后成立。
“大约有150位相关的基于synbio的iGEM联合创始人参与了竞争。这些都是应用合成生物学公司，专注于食品、农业技术、水和健康等领域。
Wright强调了一些团队的成功，如Ginkgo、PvP Biologics、Hyasynth和Puraffinity，但还有很多很多的成功故事都是在iGEM中诞生的。After iGEM的目标是与世界各地的igemer保持接触，通过专业项目发展他们的技能和公司，并帮助传播全球问题的生物解决方案的理念。
投资于人是实现这一目标的关键。工程生物学不是一项开发或规模化的廉价技术，该领域依赖于寻求改善我们世界的赠款和投资的支持。Twist等公司认识到了这一点。
“我们绝不希望DNA成为你研究的限制因素，”勒普罗斯特在今年的大型聚会上说。“这就是为什么我们今年为每个团队提供了10000个免费DNA碱基，并支持iGEM合成标准化的部分。”
iGEM
2019年10月，波士顿，iGEM团队成员与主会场或iGEM大会上的竞赛评委交换。照片:iGEM基金会和贾斯汀·奈特
通过快速、廉价地获取注册表中的任何部分，世界各地的iGEM研究人员都可以进行他们的创新项目，而不必一次花费数周时间等待从头合成DNA部分。
人类面临的卫生、食品和供水方面的全球性挑战需要一个全球性的解决方案。iGEM基金会鼓励创新和支持新一代合成生物学家。在iGEM校友和Twist Bioscience等公司的支持下，他们将把我们的世界变得更美好。
——文章发布于2019年12月10日
