國(guó)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(guó)際金獎(jiǎng)
寧?kù)o祥和的大學(xué)校園，戰(zhàn)火紛飛的戰(zhàn)場(chǎng)前線，這兩種環(huán)境會(huì)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(hù)和平的軍人戰(zhàn)士，這兩個(gè)群體又有什么聯(lián)系?
在日前摘得iGEM(國(guó)際遺傳工程機(jī)器設(shè)計(jì)大賽)金獎(jiǎng)的東北林業(yè)大學(xué)的BOLD科研團(tuán)隊(duì)給出了答案!這也是東北林業(yè)大學(xué)iGEM參賽隊(duì)伍連續(xù)第四年獲得這項(xiàng)專業(yè)領(lǐng)域的國(guó)際大賽金獎(jiǎng)。
iGEM競(jìng)賽是合成生物學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)性競(jìng)賽，是一項(xiàng)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(jì)等多個(gè)學(xué)科的國(guó)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(xiàng)目是Bio-optical landmine detection(生物排雷工兵)，該項(xiàng)目綜合多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)了一種全新的地雷輔助探測(cè)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(cè)。
隊(duì)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(huì)把科學(xué)研究的視角瞄準(zhǔn)地雷，而且還斬獲了國(guó)際大賽金獎(jiǎng)呢?
“這項(xiàng)研究的初衷，就是為了給戰(zhàn)士們提供一項(xiàng)安全保障!”團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李清華作了回答。原來(lái)，一次觀看新聞的經(jīng)歷，不經(jīng)意觸動(dòng)了李清華的神經(jīng)。“當(dāng)時(shí)，我在新聞里看到赴黎巴嫩維和士兵，需要冒著極大的危險(xiǎn)開展掃雷排雷任務(wù)，看完之后心情久久不能平靜。”
思來(lái)想去，李清華決定發(fā)揮自己的生物學(xué)專業(yè)優(yōu)勢(shì)，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(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師王鵬超和團(tuán)隊(duì)隊(duì)員的時(shí)候，得到了大家一致響應(yīng)，大家決定以此為突破點(diǎn)，開展項(xiàng)目研究，并通過(guò)參加iGEM大賽來(lái)檢驗(yàn)項(xiàng)目可行性。
東北林業(yè)大學(xué)的BOLD科研團(tuán)隊(duì)。受訪者提供
李清華組建了跨生物學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科的科研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)十個(gè)月的努力，查閱了海量的國(guó)內(nèi)外學(xué)界最新研究成果，開展了無(wú)數(shù)次科研組會(huì)和夜以繼日地科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
最終，隊(duì)員們拿到了理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，制作出輔助排雷裝置，無(wú)意間還達(dá)成了一項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先的研究。
隊(duì)員張北方指著設(shè)計(jì)出的裝置，給記者演示，“地雷會(huì)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(guò)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(huì)通過(guò)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(huì)發(fā)光，光傳感器感受到之后，會(huì)發(fā)出信號(hào)，信號(hào)接收設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和概率分析，探雷的過(guò)程就完成了。”
“這個(gè)果凍樣凝膠可不一般。想要基因在菌里表達(dá)，需要一個(gè)開關(guān)，也就是啟動(dòng)子，我們通過(guò)隨機(jī)突變和半理性突變來(lái)優(yōu)化這個(gè)啟動(dòng)子，使基因表達(dá)量提高，也就更好監(jiān)測(cè)了。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，我們進(jìn)行了大量的研究和實(shí)驗(yàn)，把基因啟動(dòng)閾值降低到國(guó)際上文獻(xiàn)可查的最小閾值的千分之一，可以說(shuō)，這是在世界上該領(lǐng)域相當(dāng)靠前的一項(xiàng)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(shí)驗(yàn)論證、深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義和影響，項(xiàng)目一舉征服了各國(guó)評(píng)委，毫無(wú)懸念地拿下大賽金獎(jiǎng)。“拿下大獎(jiǎng)并不意味著這項(xiàng)工作的結(jié)束，我們?cè)谄谂沃@項(xiàng)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(shuō)。
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