深圳中学生尝试修复敦煌壁画，摘2021年iGEM国际银奖

南都讯 记者伍曼娜 通讯员夏献平 “敦煌壁画作为世界文化瑰宝，现在正面临着严重的、无法恢复的破坏，与传统方法相比，我们使用大肠杆菌来修复壁画更加精确、高效，并且可以在一个相对较大的范围内实现壁画修复。”近日，深圳市育才中学YUCAI_SZ团队以“用合成生物学的方式修复壁画（RESTORING MURALS WITH BACTERIA）”项目，摘得“2021年IGEM国际银奖”。

国际遗传工程机器竞赛(IGEM) 是生命科学领域全世界规模最大、学术影响力最高的国际赛事。育才中学YUCAI_SZ团队由8名队员组成，分别是王睿、李梓华、李泽均、叶翀睿、王海心、白妍诺、朱子晴、聂一鸣。队长王睿介绍，YUCAI_SZ的参赛项目是用合成生物学的方式修复壁画（RESTORING MURALS WITH BACTERIA）。“敦煌壁画作为世界文化瑰宝，现在正面临着严重的、无法恢复的破坏，如掉色、磨甲等。传统的壁画修复有三个步骤，大约需要96小时。而我们使用大肠杆菌来修复壁画。与传统方法相比，这一方法更加精确和高效，并且可以在一个相对较大的范围内实现壁画修复。”

李泽均在项目中主要负责实验相关内容，他介绍，团队的整个实验有三个部分：融合蛋白表达系统实验，光感受器系统实验，以及共转表达。而在修复的过程则主要分为5个部分：首先，要将含有细菌的生物膜转变为凝胶，并将其混合到水凝胶中；然后，将整个水凝胶贴在墙上；第三步，则是在生物膜形成后喷洒SBF（模拟体液），并等待矿化；待矿化完成后，将水凝胶掀开；最终，干燥并杀死剩余的细菌。

根据IGEM赛事要求，参赛项目主题包括生物能源、环境治理、医学检测、药物开发、食品和营养、新材料等，在大约6个月的比赛周期内，参赛团队需要利用课余时间，阅读专业文献，查找大量资料，完成项目设计。在暑假，还要学习实验技能，完成实验室内的研究工作。由于合成生物学具有较强的学科交叉性，参赛项目往往还要包含数学建模的内容。如果项目需要，还会涉及软件编写、硬件制作的部分。

IGEM 赛制要求参赛团队设计和进行相关的社会实践，探寻考察可能影响项目技术设计和使用的各类实际因素。最后，团队还要完成项目的英文书写，以及项目网站编写的工作。在比赛现场，还需面向科学家与业界精英进行英文演讲展示、答辩及海报展示。为此，育才中学的学生团队开展了丰富的实践活动。

据了解，育才中学的项目及项目团队给评委留下深刻印象，六位评委表达了充分肯定，并给出了积极建议。有评委表示，这种保护壁画的应用想法很有创意。“在我看来，生物膜技术在不同行业领域有很大的应用前景，生物膜和壁画之间的相互作用及反应类型用于保护壁画不被损坏，或将产生极大贡献。未来，你们还可以在抗菌特性上进行尝试。”另一位评委则认为：“这个项目解决了一个不同寻常的问题——恢复古代艺术品，不仅耐人寻味，而且非常酷！作为一个高中生团队，你们完成了大量出色的工作，并且表现出了对合成生物学领域的深入理解。”

赛后，提起为IGEM奋战的180个日日夜夜，八位同学都颇为感慨，坦言收获颇丰。王睿和项目队员们表示，要特别感谢蛇口育才教育集团、育才中学、育才中学生物学科组，特别是育才教育集团信息中心张加健主任及其创办的“未来生物实验室”，为大家参加比赛提供了硬件保障。“该实验室配备的器材，可以完成绝大部分合成生物学实验，这在全国高中学校里也可以位列前茅！没有未来实验室的鼎力支持，就没有IGEM的好成绩！”

王睿表示，作为队长最大的收获是感受了“生物”和“研究”的魅力。朱子晴是实验组成员，她坦诚地说， IGEM是挑战，更是机遇，它对自己的提升不仅仅局限于生物的实验设计，更多的是团队合作和时间安排，虽然参赛真的很累，但最后的成就感也超级大。聂一鸣也收获了英语能力、处理问题能力以及团队协作能力，他期待更多学弟学妹能够团结合作，勇于进取。