本科生挑战iPSCs技术

　　

 “辅助基因通路的设计”、“降低诱导多能干细胞（iPS-cells）治疗疾病的致癌风险”，在近日结束的合成生物学顶尖赛事-国际基因工程机器设计大赛（简称iGEM）全球总决赛上，中山大学的两支参赛队伍收获3座奖杯，而今年全亚洲的高校仅获得5项大奖。

　　在此次比赛中，SYSU-Software队以冠军身份获得软件类全球唯一的最高奖最佳软件项目奖，并斩获总决赛金牌，这是中山大学软件队继2012年获得总决赛两项单项奖之后，首次获得软件类最高奖。SYSU-China队获得最佳网页奖，并进入研究生组最终大奖角逐，获得全球第三名的好成绩，这也是总决赛中亚洲区最好的成绩。

　　软件可模拟创造全新生命体

　　此次比赛中，SYSU-Software队开发了一个新的软件系统CAST Designer。CAST软件系统可以辅助基因调控网络、基因通路的设计，并且提供准确的模拟预测与实验指导；可以在设计、修改、试验实现的整个流程中帮助合成生物学家设计和构建人工生物。

　　领队杨建华直观地介绍了CAST软件的作用。目前人类基因图谱已经测序完成，而一个图谱的数据量就多达3Gb，要从如此海量的数据中，通过实验寻找出基因之间的关联，基本是不可能完成的任务。而通过CAST软件，研究者可以模拟在特定条件下，基因调控网络的作用结果，并给出其中基因相互作用的过程，方便研究者找到针对性更强的实验方法，费时仅一个月左右。

　　本科生挑战iPSCs技术

　　2006年，山中伸弥成功开发出iPSCs技术，可使已分化细胞变为具有多能性的细胞，并进一步诱导成其他不同的组织细胞。然而iPSCs被诱导分化过程中具有潜在的致癌风险。在山中伸弥进行的实验中，100只移植了iPSCs的小鼠，30只再度患上肿瘤。

　　SYSU-China队的参赛项目旨在设计一个防止iPSCs在人体细胞治疗后发生癌变的生物控制系统。他们的办法是在iPSCs中加入自杀基因，并加入靶标，一旦iPSCs未分化成为预期的细胞，则自杀基因获得表达，非正常细胞即被杀死。在实验中，非正常细胞的杀死率达95%。

　　据领队松阳洲介绍，若采用他们的实验方法，保守估计，山中伸弥实验中小鼠的患癌率可降低到5%左右。

　　笔者11日从中大获悉，在近日落幕的合成生物学顶尖赛事——国际基因工程机器设计大赛全球总决赛中，中大本科生组成的SYSU-Software队与SYSU-China队双双获奖。其中，SYSU-Software队以冠军身份获得软件类全球唯一的最高奖最佳软件项目奖，并斩获总决赛金牌。SYSU-China队获得最佳网页奖，并进入研究生组，获得全球第三名的好成绩。

　　SYSU-China实验队参赛项目是“诱导多能干细胞（iPS cells）防癌系统”。2006年，日本科学家山中伸弥成功开发出iPSCs技术，可使已分化细胞变为具有多能性的细胞，并诱导成其他不同的组织器官。山中伸弥也因为这一成就，获得了2012年的诺贝尔奖。但是，iPS中的一小部分“坏分子”会变成肿瘤细胞，这也是目前制约基因药物应用的最大障碍。去年，中大的同学尝试了以合成生物学思路为基础的设计通路，以期降低其应用过程中的致癌风险。“设计通路相当于给每个细胞装了自杀装置，一旦拉动‘引信’就可杀死癌细胞。”同学们花了两个月做实验，终于成功地将装置植入人类肝细胞中，杀死肿瘤细胞的概率一下提高到95%。