近日，第五届合成生物学创新赛决赛在深圳举办，来自中国、巴西、俄罗斯等九个国家的青年齐聚同一舞台，交流碰撞。我院学生凭借扎实的科研能力与创新设计，在本次国际赛事中一举斩获三大专项赛道全部金奖，实现赛道金奖“大满贯”！

合成生物学创新赛已成为具备国际影响力的青年科技赛事，并入选联合国教科文组织“科学促进可持续发展国际十年”全球行动，是全球纳入的唯一一个学生竞赛项目。

本届赛事中，我院药物科学与技术学院联合科创中心指导的“阿伏伽德罗常数队”团队荣获合成细胞赛道金奖，依托学校iGEM社团组建的“Pro-HIAS-UCAS”团队和“HIAS-Team”团队分别荣获细菌博弈赛道金奖、蛋白设计赛道金奖。斩获多项金奖充分体现了我院深耕科教育人、推进学科交叉融合的丰硕成效。未来，杭高院将持续依托优质科研平台与算力资源，鼓励学生深耕前沿领域、聚焦科技创新，以青年科创力量助力生物制造产业高质量发展。

本届大赛合成细胞赛道中，由药物科学与技术学院联合国科大杭高院科创中心指导的阿伏伽德罗常数队，成功设计出6段特异性DNA序列（2个目标颜色 × 3个荧光蛋白通道），通过改造RBS序列调控蛋白翻译效率，定向调控混合荧光色彩。该赛题核心难点在于三组表达盒共享同一反应体系，存在酶、核糖体、氨基酸等资源竞争与表达干扰，提升了色彩比例精准调控难度。

设计思路：团队采用大肠杆菌BL21DE3裂解物无细胞TXTL体系进行设计，利用AI模型进行训练并预测功能提高的蛋白突变子，依托内源T7 RNA聚合酶完成转录翻译，以单质粒搭载mTagBFP2、sfGFP、mCherry三组独立模块化表达盒，通过优化改造RBS序列精准调控蛋白翻译效率，实现混合荧光色彩的定向微调。

实验验证：根据实验结果，团队设计提交6段140bp以内的特异性DNA序列，可精准匹配Peace、Love两大主题的标准RGB色彩参数。

致谢：团队工作依托药物科学与技术学院实验平台完成，并得到杭高院科创中心人工智能算力资源的大力支持。

项目概览：我院IGEM社团组建的Pro-HIAS-UCAS 团队以大肠杆菌MG1655为底盘，围绕“更快生长、更强环境适应”的比赛需求，构建带有红、绿荧光标记的工程菌，并对rpoS与zwf两个关键基因开展协同改造。项目将应激调控强化与中心碳代谢优化结合，力求为细菌在竞争环境中的快速扩增提供双重支撑。

实验设计流程：

设计思路：团队首先完成红/绿荧光质粒导入，以便对不同工程菌进行识别与追踪；随后构建携带rpoS基因的表达质粒并转入底盘细胞。rpoS与细菌应激响应和环境适应密切相关，强化其表达有望提升菌株在半固体环境中的生长表现与适应能力。

代谢优化：为匹配快速生长需求，团队进一步采用同源重组技术对核心代谢酶基因zwf进行靶向改造，力求优化碳源利用效率与能量代谢通路，为细胞快速分裂提供更充足的物质和能量基础。

构建确认：项目依次完成荧光质粒及rpoS质粒转化、zwf基因同源重组，并通过抗性筛选、PCR扩增和测序确认工程菌基因型的准确性。

结语：从调控网络强化到代谢流优化，Pro-HIAS-UCAS团队希望让工程菌在有限空间中更快响应、更稳扩增，为细菌博弈赛道交出一份兼具策略性与生命力的答卷。

在本届大赛的蛋白质设计赛道中，我院IGEM社团组建的HIAS-Team团队借助人工智能与计算生物学方法，成功设计出兼具高荧光亮度和优良热稳定性的GFP变体。

本次赛题要求设计的GFP变体不仅具有良好的初始荧光亮度，还需在72℃高温处理后保持较高的荧光稳定性。针对亮度与稳定性难以兼顾这一挑战，我们构建了数据驱动的蛋白质设计流程：

数据分析：综合分析官方提供的蛋白质序列、突变数据、结构信息，挖掘与荧光亮度、蛋白折叠和热稳定性相关的关键特征。

智能建模：利用机器学习模型和蛋白质结构模型，对候选突变及其组合进行亮度和稳定性预测，筛选具有协同提升潜力的设计方案。

多目标优化：综合考虑荧光亮度、热稳定性、结构合理性和序列多样性，最终确定6条候选序列。

经大赛实验平台验证，HIAS-Team团队设计的GFP变体在综合性能评估中表现优异，最终获得金奖。本次参赛体现了人工智能与计算生物学方法在功能蛋白设计中的应用潜力，也为多学科，多学院的交叉协作提供了实践机会。