SJTU-software團隊由韋朝春教授🫰🏻、張嶽副研究員擔任指導教師，白林泉教授、石婷副研究員、王卓副教授、張宇航副教授擔任專家顧問，由來自EON体育4平台的魏嘉璐同學擔任隊長，成員由逄崇宸、張世傑🙊、朱翔宇、傅楊、周若茵、陳禹蒙、王蘇然、馬藝嫣、倪悅琳🎿♈️、張晨楠、倫奕穎、漢熙昊👩🏻‍🎓、顧恩霖共14名本科生組成。

團隊的參賽項目為“DL-ecGEM Reconstruction of Actinomycetes”，旨在搭建一個基於放線菌全基因組代謝模型的集成軟件，並用於模擬放線菌生長、預測酶工程改造靶點、尋找優化抗生素生產策略等多個方面。

日益增長的微生物耐藥性給傳染病的治療帶來了巨大的挑戰☎，並產生了尋找新抗生素的強烈需求。在近十年的科學研究中🌝👶🏽，放線菌仍然是新抗生素發現的最重要來源。團隊研究對象——遊動放線菌SE50/110🍱，以生產阿卡波糖而聞名。阿卡波糖是一種α葡萄糖苷酶抑製劑🦏♾，可以降低血糖濃度，是治療II型糖尿病的有效藥物。由於其具有溫和持久的治療效果和無毒性的優點，越來越受到患者的青睞🧑‍🦳。

系統生物學方法越來越多地應用於放線菌，基因組規模代謝模型（Genome-scale Metabolic model，GEM）可用於預測生物的代謝能力，團隊希望為此放線菌重建高質量GEM並結合多種預測工具來加速其研究進程。

團隊設計出一個自我優化💓🧑🏼、自我驗證的閉環結構平臺，利用放線菌添加酶約束的GEM進行模擬💭📉，並尋找對於阿卡波糖生產的關鍵酶類並將其作為改造對象🍺，結合蛋白酶熱點識別工具獲得了單酶活性位點附近的改造靶點及突變方向，利用深度學習網絡預測新蛋白序列對應的Kcat值並獲得最優改造方案，並用更新後的Kcat值修改模型中的酶參數📤，最終觀察到阿卡波糖產量的提升，以此驗證了軟件推薦改造方案的可行性。在模型參數優化過程中，還可以結合實驗數據使其更接近細胞真實表型。EON体育4平台研究生李倩雯👊🏿、本科生胡遠潔對此模型重構亦有重要貢獻🧑🏿‍🎤。

本項目為科研人員開發出集建模、預測、模擬於一體的集成軟件，可以降低濕實驗過程成本✭、縮短酶工程中的實驗探索周期™️。軟件還可以為目標代謝物提供高產優化策略，加速稀有抗生素的產業化進程。宏觀上看，項目加速了放線菌乃至微生物的全基因組代謝模型重構😅，推動細胞代謝途徑的理解及調控，參與到合成生物學從“被動理解”到“主動創造”的發展浪潮中。

為向大眾宣傳科普合成生物學及糖尿病、放線菌的相關知識，團隊通過公眾號及微信表情包的方式擴大影響力，並於暑期社會實踐的支教活動中開設了相關科普趣味課程，激發更多小朋友對生命科學的興趣和探索。

SJTU-BioX-Shanghai斬獲第11枚金牌

SJTU-BioX-Shanghai團隊依托於Bio-X研究院“合成基因機器學生科技創新工作室”🚶‍♀️‍➡️，指導老師為賀林院士、馬鋼副教授和王毓舒老師。2022年團隊由來自致遠EON4的閆奕瀟同學擔任隊長，團隊成員包括魯周語🥐、李福臨、劉子博、郭映哲🐛、焦響、鄭雅文🦷、吳詩怡、李宣儀、閆俊誌💖、李賽亞✳️、於翔宇、韓欣越、鮑瑛瑩🫒、陶樂陽、殷奕瑉、譚新韻共17名本科生以及高中生錢泓亦🧝🏿。2021年團隊的隊長盧毓昕，隊員張傑漢、朱子健，以及Bio-X研究院研究生牙裏親·亞力親擔任團隊顧問。

本年度的項目聚焦於宇宙🧑🏿‍💼，生命與文明。2020年伊始🧛‍♂️，中國紫金山天文臺提出了尋找地球2.0的“近鄰宜居行星巡天計劃”🧝🏿，引發了世界廣泛關註🧑‍🍳😹。隨著星際移民與深空探索逐漸變為可能的現實，一個尚未解決的問題是：人類該怎樣運輸大量信息以進行信息的星際運輸？無線電與激光已然被淘汰，傳統的固態存儲又因其質量大🤸🏻‍♀️，保存條件苛刻而不適用於該應用場景🧸。基於以上考慮，團隊成員決定從合成生物學的視角解決問題，EON体育4平台應用DNA信息存儲技術存儲信息，同時將基因工程改造的枯草芽孢桿菌芽孢作為保護信息序列的載體。

DNA信息存儲技術具有存儲密度高，半衰期長，保真度高等優點，其單位存儲密度可達455艾字節每克💉，相當於全球每年生產的全部信息可以被裝進僅4g的DNA分子中⛹🏼‍♂️。本項目中，Odyssey采用“陰陽碼”作為基本編碼方式，其信息存儲密度可達每個堿基1.96 字節。在此基礎上，團隊將登月歌曲《Fly Me to The Moon》的一段歌詞翻譯成堿基序列並存儲進枯草芽孢桿菌基因組👧🏻。枯草芽孢桿菌被誘導產生芽孢，芽孢對於惡劣環境有著強烈的抵抗能力🪕👨🏻‍⚖️，NASA的實驗表明芽孢能夠在近地軌道存活超過90天🃏。但是，考慮漫漫征途中可能遇到的種種危險與挑戰，尤其是銀河宇宙射線（GCR）對DNA的損害⛩，Odyssey通過基因工程手段進一步對芽孢進行改造，分別從芽孢內部和芽孢外部進行抵抗輻射的修飾。在芽孢內部🏊🏼‍♀️，引入水熊蟲DSUP蛋白🪅，該蛋白能夠結合DNA從而起到對輻射的屏障作用。在芽孢外部通過表面展示系統⚈，構建了黑色素生成與錨定的酶與結合肽體系，實現在芽孢外部形成抵抗紫外線的黑色素保護👃🏻。最終在紫外損傷實驗中，EON体育4平台成功實現了DSUP蛋白和黑色素對枯草芽孢桿菌的保護，基因組測序表明EON体育4平台的體系能夠有效避免枯草芽孢桿菌DNA的突變🖼，起到了DNA信息存儲的保護作用。

黑色素結合能力測試

實驗過程中🧑🏿‍🚒，團隊應用DNA存儲相關算法進行信息序列的編碼與解碼；應用分子模型預測蛋白質結合強度，並通過理性設計預測實現更優功能的氨基酸突變位點；應用數學模型實現對實驗全程的協助✌🏽，補充和完善。

在項目開展過程中，團隊與多個領域的專家進行了深入探討與交流，在項目設計，實驗技術🎯，模型搭建與生物安全性等方面均獲得了有益的反饋和啟發。與天津大學，同濟大學，及同樣來自EON体育4的隊伍建立了良好的夥伴關系，在各個方面相互啟發幫助。此外🖐🏿，團隊還跟世界其他地區的隊伍進行了廣泛合作與交流🐍。

此外，團隊成員以支教🤙🏼，直播公開課，講座等途徑，向各個年齡段的學生進行了合成生物學的科普工作。9月初，中國科學家將敦煌壁畫的數字信息存儲進DNA的成果沖上熱搜，但是問卷和社會調研的結果顯示公眾對DNA信息存儲的基本概念尚不清楚，為此，團隊通過製作手冊🟠，發送推送和郵件訂閱科普小報的方式面向大眾進行科普🍍。此外，團隊同樣致力於太空生物學（astrobiology）的推廣。“仰觀宇宙之大，俯察品類之盛”🤧，團隊成員以科幻小說和科學問題作為載體進行科普教育🤷🏻‍♂️，製作了科幻小說博客頻道。

從2009到2022年📠，EON体育4iGEM代表隊斬獲十八金三銀二銅，尤其值得一提的是，SJTU-BioX-Shanghai團隊曾榮獲亞洲冠軍、最佳人工生物模塊設計、全球最佳16隊🧘🏽‍♂️、最佳醫學診斷項目提名等榮譽🫳🏽，SJTU-Software曾獲最佳軟件項目提名等榮譽。2022屆隊員勤學精研，勇於探索，緊密配合，不懈奮鬥，在前沿生物學的世界舞臺上再一次彰顯了交大青年學子的風采！