國際領(lǐng)先生物排地雷技術(shù)！東北林業(yè)大學(xué)學(xué)子斬獲國際金獎
寧靜祥和的大學(xué)校園，戰(zhàn)火紛飛的戰(zhàn)場前線，這兩種環(huán)境會聯(lián)系在一起嗎?勤學(xué)苦讀修學(xué)修德的青年學(xué)生，出生入死守護和平的軍人戰(zhàn)士，這兩個群體又有什么聯(lián)系?
在日前摘得iGEM(國際遺傳工程機器設(shè)計大賽)金獎的東北林業(yè)大學(xué)的BOLD科研團隊給出了答案!這也是東北林業(yè)大學(xué)iGEM參賽隊伍連續(xù)第四年獲得這項專業(yè)領(lǐng)域的國際大賽金獎。
iGEM競賽是合成生物學(xué)領(lǐng)域的國際頂級學(xué)術(shù)性競賽，是一項以合成生物學(xué)為核心，綜合生命科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)、信息科學(xué)、藝術(shù)設(shè)計等多個學(xué)科的國際大賽。
排雷裝置效果圖。受訪者提供
東北林業(yè)大學(xué)的參賽項目是Bio-optical landmine detection(生物排雷工兵)，該項目綜合多領(lǐng)域的專業(yè)知識，設(shè)計了一種全新的地雷輔助探測裝置，裝置帶有能夠響應(yīng)地雷標(biāo)志物DNT，2,4-二硝基甲苯的生物傳感器，綜合利用合成生物學(xué)理論、3D打印技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，輔助戰(zhàn)士開展地雷探測。
隊員在講解排雷裝置。受訪者提供
一所以林業(yè)為特色的高校，怎么會把科學(xué)研究的視角瞄準(zhǔn)地雷，而且還斬獲了國際大賽金獎呢?
“這項研究的初衷，就是為了給戰(zhàn)士們提供一項安全保障!”團隊隊長李清華作了回答。原來，一次觀看新聞的經(jīng)歷，不經(jīng)意觸動了李清華的神經(jīng)。“當(dāng)時，我在新聞里看到赴黎巴嫩維和士兵，需要冒著極大的危險開展掃雷排雷任務(wù)，看完之后心情久久不能平靜。”
思來想去，李清華決定發(fā)揮自己的生物學(xué)專業(yè)優(yōu)勢，研制一種新型排雷裝置，能遠(yuǎn)程輔助戰(zhàn)士排雷掃雷，這樣就能最大限度地保障戰(zhàn)士們的人身安全。當(dāng)他把這一想法告訴科研團隊指導(dǎo)教師王鵬超和團隊隊員的時候，得到了大家一致響應(yīng)，大家決定以此為突破點，開展項目研究，并通過參加iGEM大賽來檢驗項目可行性。
東北林業(yè)大學(xué)的BOLD科研團隊。受訪者提供
李清華組建了跨生物學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等多學(xué)科的科研團隊，經(jīng)過十個月的努力，查閱了海量的國內(nèi)外學(xué)界最新研究成果，開展了無數(shù)次科研組會和夜以繼日地科學(xué)實驗。
最終，隊員們拿到了理想的實驗數(shù)據(jù)，制作出輔助排雷裝置，無意間還達(dá)成了一項國際領(lǐng)先的研究。
隊員張北方指著設(shè)計出的裝置，給記者演示，“地雷會釋放出DNT，2,4-二硝基甲苯等化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)透過土壤飄到近地空氣中。把排雷裝置投放到雷區(qū)，DNT小分子就會通過風(fēng)扇收集到裝置中。裝置中有像果凍樣的凝膠，凝膠中的生物菌遇到DNT分子后，就會發(fā)光，光傳感器感受到之后，會發(fā)出信號，信號接收設(shè)備對信號進行數(shù)據(jù)處理和概率分析，探雷的過程就完成了。”
“這個果凍樣凝膠可不一般。想要基因在菌里表達(dá)，需要一個開關(guān)，也就是啟動子，我們通過隨機突變和半理性突變來優(yōu)化這個啟動子，使基因表達(dá)量提高，也就更好監(jiān)測了。為了實現(xiàn)這個目的，我們進行了大量的研究和實驗，把基因啟動閾值降低到國際上文獻可查的最小閾值的千分之一，可以說，這是在世界上該領(lǐng)域相當(dāng)靠前的一項突破。”李清華驕傲地向記者介紹著。
憑借著極具創(chuàng)新的多學(xué)科交叉研究、穩(wěn)定可靠的實驗論證、深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義和影響，項目一舉征服了各國評委，毫無懸念地拿下大賽金獎。“拿下大獎并不意味著這項工作的結(jié)束，我們在期盼著這項研究早日投入生產(chǎn)，為戰(zhàn)士們構(gòu)建安全防火墻。”李清華說。
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