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iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包

发布日期:2021-11-24 16:02:29

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包        

动物皮革是常见的制造材料,其独特的质感为人们制造了绝佳的穿戴体验,又因可塑性强、耐腐蚀等特性,被广泛应用于零配件制造。但另一方面,传统制革工艺依赖动物毛皮作为原材料,制革工业的污染排放不容小觑,这些弊端也让“皮革风潮”遭到了环保人士的诟病。

近代探索出的人造革、合成革等新式皮革的制造工艺,无疑对传统制革业造成了一定冲击。前者与后者相比,有的是相近的外观、相似的质感,造价却更为低廉,对生态环境的破坏也更小。这让人们对于“新式皮革”的发展有了更多的期待。

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包
二十多名来自不同学校的中国高中生们从此获得灵感,他们组成LINKS_China团队,在2021年开启了对新式皮革的探索: 

他们从康普茶中分离出有效菌株,通过发酵培养、干燥等一系列步骤,将得到的细菌纤维素膜与自行制备的蛛丝蛋白、色素染料等混合,最后得到了一块彩色的“软皮”,再经过糅革、干燥处理,这块香气馥郁、质感柔软、比其他皮革更具透气性的“软皮”横空出世。 

LINKS_China称之为茶革 (NeoLeather) ,并将其缝制成了钱包。他们骄傲地宣布:“这是世界上第一个红茶菌混蛛丝制成的皮包。”不仅如此,“茶革”实验成功的操作经验,也让团队看到了未来批量生产的可能。

LINKS_China研制出的“茶革(NeoLeather)”,成员们用它缝制出了钱包

这次的研发最终在国际顶级学科赛事iGEM (国际基因工程机器大赛) 中获得全球高中组最高大奖 (Grand Prize) ,并斩获最佳维基介绍 (Best Wiki) 、最佳企业支持 (Best Supporting Entrepreneurship) 等5个单项奖,共计在11个子项目上获得提名,成为此次全球352支队伍中的大赢家。

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包
官方iGEM官方网站获奖结果页面。

LINKS_China团队奖项汇总

获奖 Prize

High school grand prize(最高大奖)

Best wiki

Best supporting entrepreneurship

Best new basic part

Best new composite part

Best part collection

提名 Nomination

Best hardware nomination

Best model nomination

Best integrated human practice nomination 

Best presentation nomination

Best sustainability nomination

Best measurement nomination

LINKS_China中有3位学生来自万科梅沙书院,他们分别是周子湘 (G11 Ming House) 、冯子腾 (G11 Zhou House,OE远航班) 、张乐德 (G11 Zhou House) ,他们在实验操作、商业企划撰写、项目网页设计等板块贡献了重要力量。LINKS_China最终不仅在学术专业能力上获得了极高肯定,同时也在创意设计、团队协作等方面令大赛评委留下深刻印象。

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包
评委对LINKS_China的评语

iGEM比赛介绍

iGEM国际遗传工程机器大赛,英文全称为 International Genetically Engineered Machine Competition,是以合成生物学为核心多学科交叉国际级科技竞赛

比赛由美国麻省理工学院 (MIT) 创办,是美国知名政府机关、企业、学校赞助的顶级国际赛事。赞助方包括微软,MathWorks等。自 2005 年发展成国际学术竞赛,如今涵盖高中、本科、研究生以上三个组别。 

比赛要求学生自主选题,不仅是理论和设计的竞赛,还涉及生物实验、数学建模、社会调研、网站设计、宣传海报、英文演讲陈述和举办相关的科普地面活动等。参赛队伍的相关研究成果常年发表于《Nature》《Science》《Economists》 等顶尖一线学术期刊。

寻找时尚与环保的平衡

Neoleathic Age

“之所以叫‘茶革’,也算是一种(挑战传统制革方式的)革命吧。”周子湘表达出了对作品的自信,这也解释了项目名称“茶革时代 (Neoleathic Age)”背后的含义。传统制革工业对动物的伤害、对环境的不友好,让LINKS_China的成员们感受到寻求新式皮革(他们称之为“Transformative Product”)的迫切性,于是研制既时尚又环保的“茶革”实验启动了。

“茶革时代”项目介绍视频

整个实验的重难点主要集中在三个部分:

01 从康普茶中分离出最有效的菌株后,将细菌Komagataeibacter与酵母S. cerevisiae共同培养,在自主研发的自主干燥设备NeoLeathic Tanner中制备细菌纤维素膜; 

02 将BCM与大肠杆菌BL21制备的蜘蛛丝蛋白和大肠杆菌DH5a制备的天然色素染料混合,最终改善其物理性质;

03  4-6天后,得到彩色“软皮”。合成天然染料,以可持续的方式为“软皮”染色,进行糅革、干燥,使其成为真正的“茶革”。

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包
“茶革”的制作原理简要展示

三位梅沙学子此次都深度参与了实验部分。其中张乐德此次主要负责实验的天然色素染料泰尔紫的DNA质粒构建,周子湘负责的蛛丝蛋白的蛋白产出和表达,她们在反反复复实验操作中打磨自己的耐心。冯子腾表示:“实验需要团队一起来接力棒地做,这样才能避免一个人完成太多的麻木感”。 

备战iGEM比赛的过程中,LINKS_China团队自主完成了数字模型搭建以及项目网页的设计、调试,并制作了宣传视频,当中融入了大量的原创设计图案。他们用图文并茂的解说,将整个项目巨细靡遗得展现出来,无论观众是否具备相关知识背景,都能大致了解项目的全貌。而在评委重点考察的实验方面,他们也着重了数据的展示,并为每个操作步骤都编了号,方便评委后期进行检验。 

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包
“茶革时代”项目的网页设计由成员们自主完成

点击浏览茶革时代网页

尽管LINKS_China是高中生组建的团队,但是他们勇于打破自身的限制,得到了来自各方的支持。周子湘在项目中还负责撰写商业计划,通过走访调查,她发现“茶革”未来的市场广阔:“希望它(茶革)可以作为比传统和人造皮革更环保的替代品。我们也做过关于消费者接受度的调查,发现很多人还是愿意接受这样一个东西的,我们也去找过服饰包包的集团和品牌,他们的态度都是很正向的。” 

在项目的介绍中,可以看到LINKS_China对于“茶革”技术商业化的期待。

iGEM全球最高大奖!梅沙学子所在团队成功制造世界第一个红茶菌混蛛丝皮包
“茶革”未来的市场规划

以创新改变世界,是起点也是终点

Neoleathic Age

能与团队成员共享这份世界级的荣誉,三位梅沙学子的心情激动。

负责项目网站、数学模型以及前期硬件制作的冯子腾,回忆起备赛前的两个多月,许多日子都是在熬夜中度过的,内心焦灼但不退却,这样的复杂心情伴着他熬过了那段艰的难时光;不停地求教、查资料,让周子湘则完成了从“商业小白”到“企划书能手”的蜕变……比赛结果出来后,张乐德直呼“开心”,她将团队合作的体验视为备赛过程中最特别的记忆;冯子腾也提到,iGEM大赛不仅仅是一个合成生物比赛,它还包括很多方面,如实验、硬件制作、网站、数学模型、宣传、社会活动以及人类实践 (Human practices),完成这样的“巨型项目”需要整个队伍的齐心协力。

实验过程介绍

LINKS_China的团队合作也让大赛评委留下了这样的印象:“... my favourite thing about your project was seeing how you approached each potential problem that you faced, and were able to collaborate with others/ trial different things in order to find a method that would work for you. (我最喜欢的是看到你们如何处理每个潜在问题,以及如何与他人合作并尝试不同的东西,以找到一个行之有效的方式。) ”

在2018年,梅沙毕业生卓栾婷所在的团队“深圳大湾区联队”就曾斩获iGEM全球最高大奖 (高中组),他们通过生物合成猫薄荷吸猫有效成分荆芥内酯的前体物质——荆芥醇,用来吸引流浪猫,帮助救助机构完成流浪动物抓捕、绝育和放归。此次梅沙学子所在团队再度获奖,展现的不仅仅是扎实的学术实力,更是梅沙学子用知识去改变世界的决心。 

点击查看卓栾婷团队作品

或许在不久的将来,我们都可以用上“茶革”制成的单品,它将引领新的时尚风潮。那时我们将会听到这样的介绍:最优质的环保材料“茶革”,它来自中国深圳。

感谢周子湘、冯子腾、张乐德接受采访

特别鸣谢:李维才老师 (书院学科竞赛指导中心)  戴晴老师(OE远航班)

采访/排版:Faye

文章转载自:【万科梅沙书院

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