• 监测快报 2020年iGEM大赛单项奖获奖项目

    来源专题:生物科技领域知识集成服务
    发布时间:2021-03-09
    2020年iGEM大赛单项奖获奖项目概述 国际基因工程机器大赛(International Genetically Engineered Machine competition,iGEM)是合成生物学领域的国际顶级大学生科技赛事,也是涉及数学、计算机、统计学等领域交叉合作的跨学科竞赛。iGEM由美国麻省理工学院于2003年创办,2005年发展成为国际赛事,于每年10月在麻省理工学院进行最终角逐。iGEM赛况和研究成果每年都受到《科学》、《自然》、《科学美国人》、《经济学人》等顶级学术杂志、英国广播公司这样的传统媒体的关注并进行专题报道,具有广泛的国际影响力。 2020年iGEM大赛吸引了来自全球30余个国家的256支队伍参赛,来自包括哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学、哥本哈根大学、伦敦大学学院等在内的一批国际顶尖高校。中国地区有清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学、南京大学等100支代表队参赛。在本次iGEM大赛中,共有168支参赛队伍获得金奖,45支参赛队伍获得银奖,26支参赛队伍获得铜奖。中国参赛团队共斩获60个金奖、14个银奖和7个铜奖。 为奖励参赛队伍研究创意的潜在应用创新,本次iGEM大赛共评选出10类单项奖,分别是最佳诊断类、环境类、食物与营养类、基础进步类、信息处理类、制造类、新应用类、开放类、软件类、治疗类项目奖。 (1)最佳诊断类项目奖 荷兰莱顿大学团队(研究生组)受当前COVID-19大流行的启发,开发了一种新的生物分子诊断技术,称为Rapidemic。该项目旨在设计一个独立于实验室的测试方法,能够对多种病原体进行精确快速的诊断测试。研究团队在这个工具包中整合了世卫组织快速诊断测试标准,包括经济实惠、灵敏、特异、用户友好、快速可靠、无需设备、可交付给最终用户(affordable, sensitive, specific, user-friendly, rapid and robust, equipment-free, and deliverable to end-users,ASSURED)。该试剂盒的通用部分已经可以批量生产并在全球范围内提前分发,以应对下一次大流行,而试剂盒的靶点特异性部分可以根据病原体基因组序列迅速制备分发。(链接:https://2020.igem.org/Team:Leiden/Description) 美国罗切斯特大学团队(本科生组)制造了一种新的、无创的子宫内膜异位症(endometriosis)诊断方法。研究团队与子宫内膜异位症领域的专家医师和研究人员合作,创建了能够定性和定量测量月经流出物中子宫内膜异位症的生物标记物的测量方法。这种简单的子宫内膜异位症诊断方法,可用于各种临床环境,有助于解决知识差距和提高女性生殖保健意识。(链接:https://2020.igem.org/Team:Rochester/Description) (2)最佳环境类项目奖 双氯芬酸(Diclofenac)和其他药物过量使用会积聚在废水中,污染环境。目前的污水处理方法(如活性炭吸附和臭氧氧化等)既昂贵又复杂,小型污水处理厂很难使用。德国凯泽斯劳滕大学团队(研究生组)使用基因工程技术使污水处理过程经济且高效。该项目对绿藻莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)进行基因改造,使其表达两种漆酶,促进双氯芬酸和其他污染物发生化学分解。漆酶是具有多铜中心的氧化酶,它们能够氧化底物的羟基,吸收一个电子并将其转化为氧气,理想的情况可以使微污染物失活并产生水等无害副产品。(链接:https://2020.igem.org/Team:TU_Kaiserslautern/Description) 由于水的重复使用,循环水产养殖系统(Recirculating Aquaculture System,RAS)中的鱼类的细菌、病毒和真菌感染问题突出。立陶宛维尔纽斯大学团队(本科生组)针对这个问题开发了三个产品,第一款是结合等温解旋酶依赖性扩增技术(isothermal helicase-dependent amplification,HDA)和横向流动分析方法(lateral flow assay,LFA)开发的黄杆菌检测试剂盒,具有经济实惠、坚固耐用和完全便携等优点,没有科学知识的农民也可以使用。第二款产品是一种新的外源性鱼类感染的治疗策略,有助于减少抗生素的使用。第三款产品是基于疫苗的预防系统,这是一种使用具有免疫原性的细菌外膜蛋白GldJ来创建的针对鱼类柱状病的亚单位疫苗,该疫苗被固定在海藻酸钙微球中。(链接:https://2020.igem.org/Team:Vilnius-Lithuania/Description) (3)最佳食物和营养类项目奖 荷兰代尔夫特理工大学团队(研究生组)设计了一种针对沙漠蝗虫的特殊而安全的生物杀虫剂PHOCUS。这种生物杀虫剂由一种针对蝗虫肠道内肠杆菌的工程噬菌体组成。工程噬菌体包含能够产生针对蝗虫的Cry7Ca1毒素DNA编码。研究团队通过数学模型分析了生物农药防治蝗虫的有效性,结果显示有毒分子表达有效而迅速。(链接:https://2020.igem.org/Team:TUDelft/Description) 草甘膦(glyphosate)长期被用作除草剂,现在茶叶食品中的农药残留问题十分突出。厦门大学团队(本科生组)致力于开发一款高效的草甘膦检测和降解系统。草甘膦被几种酶分解为AMPA,减少污染,过程中产生NADPH引起可测量的荧光信号。此外,研究团队还设计了两个由不同诱导因子控制的自杀开关。该项目为农药残留的检测和降解提供新的思路。(链接:https://2020.igem.org/Team:XMU-China/Description) (4)最佳基础进步类奖 德国亚琛工业大学团队(研究生组)研究的项目“M.A.R.S.”(Magnetic ATP Recycling System)建立了一种利用太阳能推动各种酶反应的创新方法。研究团队使用ATP再生方法创建底盘细胞,其中脂质体配备有细菌视紫红质和ATP合成酶,这些膜蛋白能够以ATP的形式将阳光的能量作为化学能储存起来。(链接:https://2020.igem.org/Team:Aachen/Description) 在开放系统中,转基因生物的无节制生长会对环境造成严重威胁。美国俄亥俄州立大学团队(本科生组)建立了易于使用的生物遏制系统数据库和支持数据,以期使生物遏制过程变得更加容易,使未来的研究人员可以轻松地查看、比较并最终选择最适合其项目的生物遏制系统。此外,研究者还设计了建模工具来帮助预测获取组成基因的属性和所得生物遏制系统将展现的生物特性。(链接:https://2020.igem.org/Team:OhioState/Description) (5)最佳信息处理类项目奖 日本早稻田大学团队的项目旨在促进普通群众对合成生物学的了解。研究团队选择易于调节的无细胞系统展示了数学建模、湿实验以及设计-构建-测试-学习(DBTL)循环,名为Zombie和Samurai的无细胞系统在单萜生产中都取得成功。该合成生物学建模过程被植入了智能手机应用程序中,用于对高中生进行展示。(链接:https://2020.igem.org/Team:Waseda/Project) (6)最佳制造类项目奖 丝状真菌既是蛋白质又是次级代谢产物的重要生产者,但由于它们的丝状结构难以使用,因此常常被忽视。丹麦技术大学团队通过优化黑曲霉(Aspergillus niger)的菌丝形态,帮助其在工业生产蛋白质和小分子方面的应用。研究者对黑曲霉形态学相关基因进行鉴定,还开发了新的信号肽来提高黑曲霉的蛋白质分泌。最后,研究团队开发了一个软件工具,用于预测丝状真菌的形态模式,并创造可以提高蛋白质分泌水平的合成信号肽。(链接:https://2020.igem.org/Team:DTU-Denmark/Description) (7)最佳新应用类项目奖 瑞典乌普萨拉大学团队(研究生组)致力于开发一种模块化的生物传感器,适用于检测特定小分子物质和蛋白质特定位点。NANOFLEX是一种适用于多种应用的细胞生物传感器系统。与许多细胞生物传感器不同,NANOFLEX是基于可互换纳米抗体的模块化检测域。为了优化其性能,研究团队对报告系统、降噪系统和信号放大系统进行了升级。为了使该系统适用于蛋白质靶点检测,研究者还研究了如何在模型生物的外膜上暴露检测域。(链接:https://2020.igem.org/Team:UofUppsala/Description) 模式识别受体(Pattern Recognition Receptors,PRR)构成植物固有的非自适应免疫系统的一部分,该系统以高亲和力和特异性识别保守的微生物表位(Microbe associated molecular patterns,MAMP)。瑞士苏黎世联邦理工学院团队(本科生组)开创性地将PRR以模块化的方式引入到合成生物学中,设计出基于PRR的水污染检测系统,比现有方法更加便宜、高效、简便和精确。该研究将促进了PRR在生物传感领域的未来发展。(链接:https://2020.igem.org/Team:UZurich/Description) (8)最佳开放类项目奖 吉林大学团队通过合成生物学方法,使用生物学模型来模拟游戏。在生物学模式中,细菌A和细菌B被设计为敌对关系,当细菌A周围的细菌B数量达到一定水平时,细菌A死亡。此外,研究团队通过控制毒素的表达量来实现原有的定量规则,并将光控制作为对细菌进化的人为干预引入了该项目。(链接:https://2020.igem.org/Team:Jilin_China/Description) (9)最佳软件类项目奖 加拿大康考迪亚大学团队开发了一个研发平台AstroBio,以促进太空中的实验研究和生物制造应用。AstroBio是一个精心策划的、开源的、用户友好的软件和数据库,用于汇编微重力引起的酵母、细菌和植物基因表达变化的文献研究结果。它允许用户搜索特定的基因、微生物、物种、微重力诱导的基因调节、开放阅读框架、微重力条件(太空飞行实验与模拟微重力实验)、分析类型(RNAseq与微阵列实验)。它还允许用户比较不同研究的结果,并确定与其他应激源(如热休克)相比,特定酿酒酵母基因表达的变化是否与微重力诱导的应激有关。(链接:https://2020.igem.org/Team:Concordia-Montreal/Description) (10)最佳治疗类项目奖 脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种严重的疾病,英国伦敦国王学院团队(研究生组)利用生物材料作为促进轴突再生的架桥结构。名为Renervate的项目第一阶段是基于3D生物打印的聚己内酯(PCL)的支架设计和建模,该支架覆盖有包含Pvfp-5β和贻贝粘蛋白的生物粘附涂层。第二阶段是湿实验验证以及支架和蛋白聚合物的形成。研究团队通过合理的蛋白质设计开发了一种新颖的、促进脊柱轴突再生的合成融合蛋白。此外,研究团队还设计了一种可生物降解且具有生物相容性的支架,该支架已被证明能够承受脊柱的机械力,并已对其降解速率进行了建模,以确保其在脊柱中的停留时间足够长。(链接:https://2020.igem.org/Team:KCL_UK/Description) 美国威廉与玛丽学院(本科生组)设计了一种具有广谱抗病毒功能的“智能”鼻益生菌TheraPUFA。与流行的RNA疗法不同,TheraPUFA利用多不饱和脂肪酸(PUFA)来抵抗感染,TheraPUFA开创性地提供一种在细菌细胞内合成后输出PUFAS的方法。TheraPUFA的智能体现在可以感知并抑制在SARS-CoV-2和类似病毒感染期间可能发生的过度炎症。此外,鼻咽是SARS-CoV-2早期感染的主要部位,TheraPUFA作为鼻益生菌,可以保护具有高表达ACE-2受体的脆弱细胞,并在预防性给药时防止感染扩散到肺部。为了验证TheraPUFA可行性,研究者构建了一个复杂模型来模拟益生菌对病毒载量和细胞因子浓度的影响,结果显示该益生菌模型效果超越了现有的益生菌模型。(链接:https://2020.igem.org/Team:William_and_Mary/Description) 孙裕彤 吴晓燕 编译整理 原文链接:https://2020.igem.org/Competition/Results
  • 快讯 2020年全球生物经济峰会发布公报

    来源专题:生物科技领域知识集成服务
    编译者:陈方
    发布时间:2021-03-09
    2020年11月16—20日,第三届全球生物经济峰会(Global Bioeconomy Summit 2020,GBS 2020)以在线会议形式召开。峰会由全球生物经济咨询理事会(International Advisory Council on Global Bioeconomy,IACGB)举办,每两年一次,参会人员主要讨论世界范围内生物经济领域出现的机遇与挑战,并研讨促进生物经济可持续发展的方案。本次峰会发布了《拓展可持续的生物经济——愿景与路径:2020全球生物经济峰会公报》及相关研究报告。 峰会公报指出,由于全球性环境威胁加剧和COVID-19疫情暴发,向生物经济的过渡变得比以往任何时候都更加关键。在工业制造的需求侧,生物经济已经成为一种具有全球影响力的变革性力量。近年来,生物经济在国家和地方层面环境的强适应性已经得到证明。尽管各地的生物经济发展潜力并不相同,但无论其收入水平和自然禀赋差异如何,各个国家都面临生物经济发展的重要机遇。 IACGB提出,生物经济在三个方面的贡献关乎人类和地球:(1)疫情时期和后疫情时期,生物经济在保障健康和人民福祉方面的重要作用;(2)在促进可持续生物经济的发展方面取得的多项科学与技术突破;(3)与可持续生物经济发展协同促进的气候行动、生态系统和生物多样性保护等方面的进展。 为此,IACGB倡议全球采取以下生物经济政策行动:(1)充分利用科学技术;(2)通过合作与创新带动就业;(3)鼓励财政支持生物经济发展;(4)增加工商业企业参与;(5)发展弹性价值链:(6)加强需求侧政策方法建设;(7)构建伙伴关系、共同责任和全球平台。 1. 生物经济发展进入新阶段 GBS 2020公报强调了在发展可持续经济和建设可持续社会的背景下,生物经济发展的重要性与紧迫性。2015年,GBS 2015首次阐明生物经济同人类可持续发展具有一致性,可以通过以知识为基础的创业就业、资源再生、生态修复、循环利用等价值倡导为联合国2030年可持续发展议程做出重大贡献。2018年,GBS2018将创新与国际合作作为促进生物经济发展的关键因素,同时将生物经济认为是促进可持续发展的变革性力量。在生物经济与可持续发展目标紧密联系的基础上,GBS 2020提出生物经济将作为应对再工业化和全球政治环境不断变化的新战略,为环境转型、经济转型乃至社会转型做出重要贡献。 2. 生物经济致力于人类和地球健康 COVID-19的全球大流行表明生物创新对于解决全球性卫生问题愈发重要,尤其是在开发新药、研究疗法、应对传染病和遗传病等方面。综合全球的应对疫情实践,生物技术创新在病毒检测、疫苗研发、疾病监测方面都发挥了重要作用。同时,全球性危机也促使发展基于生物经济的经济复苏战略提供动力。在可持续的生物经济发展模式中,水、能源和食物系统具有多维联系性,促使人们重新思考自然生态环境、植物动物与人类健康之间的关系。 3. 生物经济新科技致力于城乡可持续经济发展 生命科学与数字化技术、纳米技术、信息技术、工程学等关键技术的不断融合可能为应对多项重大社会挑战提供知识和应用层面的解决方法。随着新产业和新价值链的出现,新的就业机会被创造出来。传统产业逐渐融入新兴产业发展,产业协同作用得到有效发挥。生物经济通过将农民与新兴市场建立联系,增加农产品的附加价值,从而在农村地区创造新的就业机会。在未来生物经济发展的情境中,港口也将发挥重要作用。由于城市便于开展试验和开发新的解决方案,城市将会成为循环生物经济的中心。近年来生物经济领域发展的一个突出研究趋势是,将生物知识同城市规划、城市建筑、基础设施和食品生产进行结合,以推动城市的可持续发展。 同时,生物经济在确保全球人口粮食安全方面也发挥关键作用。生物经济通过创新促进智慧农业的发展,并通过协调自然资源与农牧业管理为加强区域粮食供应提供解决方案。 4. 生物经济致力于应对气候变化和维护环境可持续性 人类活动加剧了世界范围内的环境问题,如水污染、土地问题、全球变暖、极端天气增多,人类对生态系统造成的破坏程度已经超过其自然修复的能力。2020年COVID-19疫情的发展进一步加剧了世界在气候、生物多样性、经济发展和健康等方面面临的危机。生物经济在应对气候变化问题方面具备巨大的潜力,可以从碳中和与提高生态系统复原能力两方面入手。气候变化专门委员会(IPCC)指出,通过植树造林、封山育林、开发生物能源等基于土地使用管理的方法可以帮助将全球气候的升温限制在1.5~2.0℃之间。 此外,生物经济因其能够促进农林业和沿海地区生态环境的修复、为城市规划与基础设施建设提供方案而日益受到关注。 5. 全球生物经济发展的优先方向 为了更好地发挥生物技术的作用,在借鉴现有生物经济研究的方法和实践基础上,ICAGB提出了以下六个做法和原则: (1)加强生物和食品系统政策方法建设 在生物经济领域,农业食品系统是一个重要的关注方向。当前除了碳定价等单一政策工具之外,还需要建设一个长期全面具体的政策框架。通过将监管、激励办法以及新的制度安排相结合,加快促进生物经济变革。 (2)充分利用科学和创新的作用 COVID-19的全球大流行揭示了在创新方面的新需求,医学研究有机会在农业、材料、能源和食品等其他研究领域产生溢出效益。当前研究中的新发现和新见解正在被纳入到政策决策的讨论中,同时也更加凸显了可持续生物经济研究领域对科研资助的需求。此外,技术开源在全球利益贡献中的作用比以往任何时候都更加重要,有必要改善生物经济与相关学科发展、技术创新之间的关系,吸引更多生产者和公民加入到创新发展的行列中来。 (3)开展生物经济就业和创新培训 在全球经济复苏阶段需要加强国际间的科学交流和政策互动,将人力和财政资源用于基于生物的创新研究有助于在全球分享科技带来的红利。生物经济领域将会产生大量的就业机会,尤其是农村地区。在进行职业训练和技能培训时,需要特别关注青年和妇女。工人和企业家都需要为此做好准备,以便能够适应新市场和新技术。 (4)建设繁荣富有韧性的生物产业 这一点将主要通过提升创新型企业和社区公司的增长潜力、带动投资促进生物经济发展、建设生物经济相关基础设施、建设弹性价值链等几方面的行动来实现。在各国探索区域独特产品和地方小规模制造业的新机会的同时,必须确保从全球角度确保建立一个有效的贸易、国际合作以及知识和技术转让体系。 (5)为可持续生物经济发展提供框架 政策框架应包括加强区域合作的作用;加强政策协调、统一和循证咨询机构的建设;加强标准建设以推动生物经济的发展;加强需求侧政策方法建设;以及加强教育、能力建设和培训等。需要具有广泛任务授权的独立咨询机构,在国家生物经济战略的基础上促进各部委、机构和工业部门的协调,并通过监测政策进展,包括新的发展、需求和挑战等,以协助各国政府推动相关工作的开展。 (6)发展伙伴关系、承担共同责任、构建联合平台 推动向可持续生物经济过渡需要政府、行业、学术界和公民长期共同努力。政府应为生物经济发展提供政策框架和激励措施,行业和企业应致力投资新兴公司和技术创新,而公民则通过转变消费模式促进资源节约环境友好的社会建设。生物经济的建设需要利益攸关实体的共同参与,以共同为全球生物经济的发展提供观点和建议。同时,为了避免重复建设,需要建立一个公认的开放式的全球平台,促进国家和区域间在生物经济领域的合作。 闫冬傲 陈方 编译自https://knowledge4policy.ec.europa.eu/publication/expanding-sustainable-bioeconomy-%E2%80%93-vision-way-forward-communiqu%C3%A9-global-bioeconomy_en 原文标题:Expanding the Sustainable Bioeconomy–Vision and Way Forward. Communiquéof the Global Bioeconomy Summit 2020
  • 快讯 Amyris完成5000万美元战略交易

    来源专题:生物科技领域知识集成服务
    编译者:陈方
    发布时间:2021-03-09
    2020年12月21日,合成生物技术公司Amyris宣布与帝斯曼营养产品有限公司达成价值5000万美元的战略交易,Amyris将授权DSM向Givaudan公司供应法尼烯的生产和销售的权利。两家公司具有良好的合作基础,早在2017年11月,DSM收购了Amyris的巴西发酵生产法尼烯的工厂。 Amyris的生物基产品非常丰富,在清洁健康和美容市场占据领先地位,作为可持续发展和天然成分的重要供应商,其原料被应用在全球品牌的3000多种产品中,覆盖超过2亿消费者。Amyris核心产品biofenne转化的鲨烷,广泛应用于个人护理产品、溶剂、聚合物材料和可再生能源等领域。2020年6月Amyris完成了价值2万美元的IPO后融资,用于新产品研发。2020年8月 Amyris和美国传染病研究所(IDRI)合作,利用Amyris 发酵平台大规模生产半合成的角鲨烯基辅料,提高IDRI针对新冠病毒的RNA 疫苗的有效性。2020年9月,Amyris成功扩大了基于发酵的大麻二酚(CBD)替代品——大麻醇(CBG)的商业生产规模。 在业务发展方面,2020年早些时候,Amyris与Foris Ventures签订了1.12亿美元资本重组的最终证券购买协议。在向中国市场扩张的过程中,Amyris与中国新福签署了一项长期协议,从现有的营养产品使用费安排中,获得长期的最低年度份额。                         吴晓燕 编译自https://www.nutritioninsight.com/news/amyris-and-dsm-close-us50m-strategic-transaction-on-farnesene-supply.html 原文标题:Amyris and DSM close US$50M strategic transaction on farnesene supply
  • 监测快报 英国BBSRC开展数据密集型生物科学项目调研

    来源专题:生物科技领域知识集成服务
    编译类型:快报,简报类产品
    发布时间:2021-03-09 10:47:04.67
    英国BBSRC开展数据密集型生物科学项目调研
  • 监测快报 2020年全球生物经济峰会发布公报

    来源专题:生物科技领域知识集成服务
    编译类型:快报,简报类产品
    发布时间:2021-03-09 10:42:44.493
    2020年全球生物经济峰会发布公报