2020-2019iGEM论文集特刊

2019 2020 iGEM 特刊：

https://www.sciencedirect.com/journal/synthetic-and-systems-biotechnology/special-issue/10P45NQDZ55

2019 年和 2020 年 iGEM 特刊正式发布！该特刊为与 Synthetic and Systems Biotechnology 期刊合作发表的论文集合，共收录了 12 篇由 iGEM 队伍撰写的论文，包括各种 SynBio 平台，其范围包括生物传感、治疗、生物修复和新型稳定生物材料的开发等。本期特刊中的文章展示了合成生物学在解决各种社会需求方面的能力，是对合成生物学在追求新颖、影响力和应用性的生物功能库的积极补充。

我们的工作旨在为年轻的合成生物学家提供一个可以分享和庆祝他们的工作的场所，同时与更资深的同事和科学家进行交流，以指导他们更好地设计、执行和构建他们的研究工作。

通过策划更多的像 iGEM 特刊这样的活动，一个健康且活跃的合成生物学生态圈可以继续支持和激励年轻的研究人员走向更好的、可持续的未来。

文章介绍

怎样才能使癌症成为更容易治疗的疾病？

#癌症治疗 #药物递送

2019 年 UCL iGEM 团队创建了一个更好的药物输送系统，以降低癌症的治疗风险。该团队利用包囊蛋白纳米组件加强生物制剂的目标识别，证明了乳腺癌细胞中细胞膜受体的成功识别和结合^[1]。

世界上贩运最多的野生动物产品是什么？

#无细胞系统 #toehold switches

该产品的问题是它很难与其他类似产品区分开来。2020年，iGEM Evry Paris-Saclay 团队决定开发一种生物传感器，这将有助于解决这个问题。该团队将 toehold switches 和无细胞表达平台结合起来，以检测被高度贩运红木的存在，该项目引入了低成本的传感和检测框架，可应用于防止濒危物种的检测及贩卖中^[2]。

如何改进目前的蛋白质检测系统，使其更加准确？

#无细胞系统 #蛋白质检测

iGEM XMU-China 2018 团队发现传统的抗原抗体检测方法可能对某些蛋白质的选择性和特异性不强。他们研究了一种基于无细胞诱导剂的方法，该团队将适配体的结合特异性与 CRISPR-Cas 的裂解能力相结合，以建立信号放大的装置，该装置能够以非常低的检测极限检测蛋白质^[3]。

为什么你的牛仔裤如此有毒？

#天然色素 #细胞工厂

iGEM SZU-China 2020 团队优化了环境友好的栀子蓝染料，使其具有耐热性，从而用于该行业。这种方法有助于消除牛仔裤制作过程中的有毒化学染料，但仍能保持其标志性的颜色，强调了基于微生物的策略在生产天然色素方面的潜力^[5]。

为什么传统的癌症治疗方法有副作用？

#癌症治疗 #蛋白质工程

常用于治疗的单克隆抗体无法穿透癌细胞并唤起免疫反应，从而导致严重的副作用。2020 Korea HS iGEM 高中团队进行了蛋白质工程来开发细胞穿透抗体，报告了一种具有治疗潜力的有效和稳定装置的特征^[6]。

你知道日常消费品的生产会释放出干扰荷尔蒙的化学物质吗？

#生物降解

这些化学物质（又称EDC）模仿了正常荷尔蒙的形状，从而干扰了正常过程。PuiChing Macau 2019 iGEM 团队用漆酶研究了这些化合物的降解过程。他们创建了一个漆酶表达系统以帮助降解环境中的内分泌干扰化学品^[7]。

你知道使用不常见的D型氨基酸会使蛋白质更有弹性吗？

#蛋白质工程

“由于在蛋白质中自然不存在，在蛋白质的特定部位加入 D 型氨基酸将使其更具有热稳定性，将减缓其蛋白质的降解，并可能完全改变其功能”。Freiberg 2019 iGEM 团队创建了一个服务器，通过分子对接来改善治疗性多肽的作用和稳定性，使他们能够识别新的最佳 D-肽来瞄准感兴趣的配体。他们的概念验证实现了对具有药理学意义的结合物的成功识别^[8]。

全球最有害的100个外来物种之一是什么？

#RNAi #物种入侵

SZU-China 2019 iGEM 团队的成员在看到这个物种在他们的校园里生长时，开始关注它的蔓延。该团队利用 RNA 干扰（RNAi）电路来阻碍威胁性植物薇甘菊的生长和发育，该项目展示了 RNAi 技术实现的除草活性^[9]。

蛋白质可以阻止火灾吗？

#蛋白质工程

PuiChing Macau 2020团队说：“可以！” 该团队提出了具有粘性的蛋白质基阻燃剂作为涂层材料，通过对具有阻燃能力的设备进行工程化和表达，该项目证明了阻燃蛋白是一种可行的替代品^[10]。

你知道有一些化合物是如此有害，直到2024年之前都完全不会被使用吗？

#生物降解

这些化合物（又称 PFAS）具有很强的降解能力，被广泛用作不粘涂料、阻燃剂等。USAFA 2020 iGEM 团队开始了一个艰难的旅程，该团队通过对 PFC 降解酶的鉴定和工程设计来解决全氟化合物（PFC）的降解问题，最终将这些化合物从受污染的地方清除^[11]。

你知道吗？宫颈癌的死亡率为50%！

#癌症检测 #miRNA

因为缺乏快速和方便的诊断工具，宫颈癌通常被诊断得太晚。SASTRA Thanjavur 2019 iGEM 团队专注于用优化生物标志物诊断宫颈癌，并开发了一个定制的流程来构建由 toehold switches 和 microRNAs 操作的检测电路^[12]。

Reference:

[1] Van de Steen A, Khalife R, Colant N, et al. Bioengineering bacterial encapsulin nanocompartments as targeted drug delivery system. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):231-241. Published 2021 Sep 9. doi:10.1016/j.synbio.2021.09.001

[2] Soudier P, Rodriguez Pinzon D, Reif-Trauttmansdorff T, et al. Toehold switch based biosensors for sensing the highly trafficked rosewood Dalbergia maritima. Synth Syst Biotechnol. 2022;7(2):791-801. Published 2022 Mar 30. doi:10.1016/j.synbio.2022.03.003

[3] Chen J, Zhuang X, Zheng J, et al. Aptamer-based cell-free detection system to detect target protein. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):209-215. Published 2021 Aug 13. doi:10.1016/j.synbio.2021.07.004

[4] Yang Z, Liu M, Wang B, Wang B. Classification of protein domains based on their three-dimensional shapes (CPD3DS). Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):224-230. Published 2021 Sep 8. doi:10.1016/j.synbio.2021.08.003

[5] Li W, Li J, Xu Y, et al. Expression of heat-resistant β-glucosidase in Escherichia coli and its application in the production of gardenia blue. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(3):216-223. Published 2021 Aug 24. doi:10.1016/j.synbio.2021.08.002

[6] Bae J, Song Y. Engineering a cell-penetrating hyperstable antibody scFv(Ras) - An extraordinary approach to cancer therapeutics. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):343-350. Published 2021 Oct 20. doi:10.1016/j.synbio.2021.10.002

[7] Mo Y, Lao HI, Au SW, et al. Expression, secretion and functional characterization of three laccases in E. coli. Synth Syst Biotechnol. 2021;7(1):474-480. Published 2021 Dec 7. doi:10.1016/j.synbio.2021.12.002

[8] Engel H, Guischard F, Krause F, et al. finDr: A web server for in silico D-peptide ligand identification. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):402-413. Published 2021 Nov 23. doi:10.1016/j.synbio.2021.11.004

[9] Mai J, Liao L, Ling R, et al. Study on RNAi-based herbicide for Mikania micrantha. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):437-445. Published 2021 Nov 27. doi:10.1016/j.synbio.2021.11.005

[10] Leong WI, Lo OLI, Cheng FT, Cheong WM, Seak LCU. Using recombinant adhesive proteins as durable and green flame-retardant coatings. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(4):369-376. Published 2021 Nov 5. doi:10.1016/j.synbio.2021.10.005

[11] Harris JD, Coon CM, Doherty ME, et al. Engineering and characterization of dehalogenase enzymes from Delftia acidovorans in bioremediation of perfluorinated compounds. Synth Syst Biotechnol. 2022;7(2):671-676. Published 2022 Feb 16. doi:10.1016/j.synbio.2022.02.005

[12] Baabu PRS, Srinivasan S, Nagarajan S, et al. End-to-end computational approach to the design of RNA biosensors for detecting miRNA biomarkers of cervical cancer. Synth Syst Biotechnol. 2022;7(2):802-814. Published 2022 Apr 4. doi:10.1016/j.synbio.2022.03.008