日前，为期8个月的国际遗传工程机器大赛（international Genetically Engineered Machine Competition, iGEM）2021年赛季正式落下帷幕。新冠疫情为全球带来的不确定性，依旧未能阻挡世界各地共计352支队伍在这一合成生物学领域的最高国际性学术竞赛中群雄逐鹿。中国药科大学代表队CPU_CHINA凭借强大的实力在大赛上斩获金奖，为药大赢得了荣誉，这是所有药大人的骄傲。

比赛概况

2021年是我校自2017年重返比赛的第五个年头，凭借着团队成员们的热爱、努力与坚持，CPU_CHINA团队再创辉煌，荣获第五个iGEM金奖。此外，CPU_CHINA 2021团队更上一层楼，于2021赛季斩获BEST NEW BASIC PART和BEST PART COLLECTION双单项奖提名。这不仅代表着我校iGEM赛史结果的又一个新的高度，也体现着我校团队在iGEM竞赛中日益增长的知名度和影响力。

团队成员

本次竞赛团队由我校生命科学与技术学院陆美玲副教授及药学院陈美容副教授为学术指导教师，药物科学研究院教师黄惠为领队，2018级药学（拔尖计划）专业路维轩、2018级临床药学专业刘衍锋为团队学生指导，2018级药学（拔尖计划）郑林雨、黄子洋为队长。团队成员为来自生命科学与技术学院的袁梓涵、刘宫羽、王端端、钱鸿颉、管健翔，药学院的罗鹏、马如意、陈文韬、沈泽楷、袁滢，理学院的张佳，孟目的学院的王秦月。此外，来自去年CPU_CHINA团队的吕瞳、李笑莹、刘鑫等同学构成了本届竞赛学生顾问团体。

接下来，让我们一起听听队员们的参赛感想。

黄子洋 2018级药学（拔尖）专业

CPU_CHINA Leader

于我而言，参加iGEM是一次对自己早已习惯的生活轨迹、方式和节律的持续挑战。长达10个月的鏖战，日复一日的昼夜颠倒，我比曾经任何时候都更加提心吊胆地审视着自己的一举一动，只为哪怕能将队伍的进展向前再推那么一点。作为一个缺乏自信的人，任队长的这段时间，数不清的挑战考验着我的身心自洽与自稳。所幸，平凡的我遇见了一个永远可以给予信赖的出色团队。纵然风暴肆虐，感恩愿作我最坚实后盾的每一位！

郑林雨 2018级药学（拔尖）专业

CPU_CHINA Leader

参加iGEM对我来说是大学以来对自己的一场考验，尤其是在2020年我校队伍创下我校历史新高后，作为后辈我们倍感压力。在漫长的赛季里，我们不乏争吵却也充满温情，是大家相互扶持才有最终获得的成果。

破而后立，iGEM竞赛是一个不断认识自己和突破自我的机会，希望药大iGEMer后来者居上，也祝愿CPU_CHINA越来越好！

当被问到获奖时的心情时，郑林雨说：“拿金奖和提名其实都没有特别激动，更多的是意料之中，觉得大家这么久以来的努力都得到回报和认可了，特别欣慰！”郑林雨认为，参加iGEM对个人来说是一场考验，是对自身能力的一次锻炼；对团队来说，是一次展示水平的机会。看到整个团队一起进步，就是参加iGEM的意义。正因所有参赛者的付出，才有了属于CPU_CHINA今日的荣誉。

比赛概况

在iGEM 2021赛季中，CPU_CHINA团队从CRISPR/dCas9系统和SpyCatcher/SpyTag系统汲取灵感，构建了一种可绿色降解聚乙烯塑料的新型蛋白-核酸复合物。新冠疫情期间，为了减少人员聚集，降低病毒传播风险，人们开始更多地使用互联网购买商品，这使得快递的收发量日趋庞大，伴生出大量难以再次回收利用的废弃聚乙烯塑料。现有的处理方式，焚烧和填埋，处理不当时容易产生有害物质，占用土地资源与破坏生态环境。

CPU_CHINA团队设计的新型蛋白-核酸复合物，通过两种独特的连接系统，将三种对聚乙烯降解分别具有贡献的蛋白质连接到了一起：锰过氧化物酶（MnP）能催化产生高氧化性三价锰离子，后者在聚乙烯表面引发自由基氧化反应，促成碳链的断裂，导致聚乙烯降解；芳基醇氧化酶（AAO）通过氧化特定的芳香醇为对应的醛类，为MnP持续提供必须的底物过氧化氢，延长MnP的作用时间；疏水蛋白1（HFB1）能够自发结合至疏水表面，拉近复合物与聚乙烯的空间距离，进而加速物质交换，增强MnP的降解作用。

为了实现三种功能蛋白的协同作用，首先通过SpyCatcher/SpyTag系统将MnP、AAO和HFB1分别与dCas9蛋白相连，形成三种对应的融合蛋白；随后向每种融合蛋白中分别添加三种不同的单链引导RNA（sgRNA），使其各自与dCas9结合；最后，在sgRNA的引导下，三种融合蛋白得以按照一定的空间顺序结合至经过特殊设计的双链DNA（dsDNA），组装为最终的复合物。

为了进一步提高MnP的热稳定性，以增强其聚乙烯降解作用。CPU_CHINA团队首次在项目中引入了定向进化的策略。通过分子动力学模拟，突变库构建、优化和筛选，机器学习和主成分分析等干实验手段，结合湿实验的最优突变体构建，表达，纯化与稳定性测试实验，团队成功获得了6个MnP突变体的热稳定性数据，并从中筛选得到了4个热稳定性优于野生型MnP的突变体。此外，团队成员针对功能蛋白MnP和AAO在毕赤酵母中的异源表达过程进行了数学建模，以便对蛋白表达量的时空变化进行预测，优化细胞培养与蛋白获取的时间点。

比赛期间，CPU_CHINA团队与来自电子科技大学、同济大学等学府的参赛队伍进行了深入与密切的合作，共同促进各自项目的前进；团队成员针对废弃塑料包装的污染现状以及塑料降解剂的商业应用进行了深入的社会调研，获得了来自学术界与工业界专家的肯定与支持；同时举办线上艺术展和校园合成生物学宣讲活动，展示出我校学子优良的风采。一系列工作得到了2021年iGEM评委的高度评价。

经验分享

1.团队管理

要完成一场比赛，一个项目不是一件容易的事，往往需要一个团队通力合作。一个十多人的团队运行起来，无论是在工作、实验还是生活方面或多或少都会有意见不统一的时候。尤其是在比赛期间，精神处在高度紧张的情况下，情绪管理就显得尤为重要。罗鹏说：“在当时高压的环境下，大家的情绪都容易失控，但一想到都是为了团队和比赛，就能互相包容，继续心平气和的做实验了”。

在大学生活中，我们都会遇到团队合作，小组讨论、课题研讨、组队比赛等团队活动，学会倾听，互相尊重理解，拥有同理心，是学会团队合作的必修课。

2.协调平衡

“鱼和熊掌不能兼得。”有舍才能有得。当需要占用假期来完成实验项目时，他们毫无怨言地选择在实验室度过假期；当比赛与学业冲突的时候，他们合理安排时间，平衡好二者之间的关系，在不耽误课业的同时，完成比赛项目。

大学生活虽丰富多彩，但如何处理好课内外的学习与生活一直是大学生活的难题。这需要我们规划好个人的时间和精力，做出合理的选择和安排，在学有余力的情况下，尽可能地去参加各类活动，充实自己。马如意说：“要做就要投入进去做。在对应的时间，做好该做的事。

他们是新时代的大学生

生来便带着生机与力量

加一点志气，加一点勇气

再加上无数个奋斗的日夜

换来那份承载了汗水与努力的金奖

这是CPU_CHINA的浪漫传承

这是属于CPU_CHINA的高光时刻

愿留少年峥嵘时，

精业济群报国家！

药大人都在看

@80000粉丝，这个冬天，官微+你....

换壁纸啦！快来开启你“药”的霸屏时代

滴！CPU1936号小行星发来讯号！

文字｜CPU iGEM团队 黄一婧

图片｜CPU iGEM团队黄一婧 张铭轩

编辑｜牧原

指导｜王琳琳