臺大生化科技系與應力所團隊獲得哈佛大學生物分子設計競賽(BIOMOD)銀牌與麻省理工學院國際遺傳工程機器競賽(iGEM)金牌

臺大生化科技系陳彥榮助理教授與應力所江宏仁助理教授開設「生化科技專案設計與實務」課程,帶領 iGEM Taida 及 Biomod NTU 團隊於 11 月在波士頓分別榮獲 Gold Medal 及 Silver Medal、The Best Presentation、The Audience Choose 等獎項!

iGEM 競賽為利用按照規範建構的生物基因元件當做積木進行拼裝,並且將拼裝後的生物基因調控路徑,放入細菌細胞,產生新的合成生物。在過程中,需要以「wet lab」的實驗操作,來完成建構具有功能的細菌,並且透過 「dry lab」的方式,去模擬評估與預測反應進行。

iGEM-Taida 隊伍在過去由校方與業界五鼎生技 ApexBio、麗寶生醫等支持下,團隊成員由生科院生技系、生科系,醫學院醫學系、藥學系、生農學院農藝系、農化系等與電資學院電機系學生共 20 人左右組成團隊,歷經十個多月的時間,進行題目的構思與研究操作,最後以 Skin Guardian 為研究主題,利用皮膚上所分泌的油脂、脂肪酸等成份為材料,在臉部發揮美白、香味等延伸功能。在 2014 參與麻省理工學院所主辦的 iGEM 國際競賽中,獲得金牌。讓臺大招牌在國際 250多所知名大學之競賽隊伍中,發光發熱。

此外,「生化科技專案設計與實務課程」中的 8 名成員,包含生技系、電機系、醫學系學生,也以「Nano JellyFish」為研究主題,在哈佛大學所主辦的生物分子設計競賽中獲獎。這是臺灣首次派隊參與競賽,與來自美國、日本、澳洲與中國等知名大學同場較勁。

在 BioMOD 中,多半利用 DNA origami技術設計新的生物分子元件。DNA origami 技術首先於 2006 年由 Rothemund 提出,他用 DNA 摺出奈米尺寸的笑臉,並開發一套專門用於模擬 DNA origami 構型的軟體 caDNAno,開啟生物奈米技術的另一扉頁, 隨後大量 2D 圖案被設計呈現,包括所有英文字母及各種幾何形狀,不久後,3D 立體構型的技術亦逐漸成熟,逐漸邁入功能應用的階段,舉凡奈米機器人、藥物運送和晶片製成都有大量的研究嘗試。

DNA origami 的基本原理是設計小片段的單股DNA序列,稱為staples,藉由眾多 staples 的組合將一長片段的單股 DNA(稱為 scaffold) 摺疊,計算所有staples 和 scaffold 的交互作用以及DNA分子的扭曲變形,canDO 軟體將會模擬出 3D 的結構,當做微小機器人的結構藍圖。

BioMOD 團隊所設計的「Nano JellyFish」 為設計出擁有聚集病毒能力之傳遞藥物分子,由於適體的特殊序列,此分子不但能釋放蛋白質藥物,還具有極高的專一性,另外,組合式的製程讓使用者能自行決定標的物,拓展了該設計的應用範圍及便利性。

「生化科技專案設計與實務」課程,提供了一個給學生物的學生自己發想做專題計畫的機會。透過跨領域的成員組成,發揮創意與發想,從設計到實作,最後與校外團隊進行切磋。過程中,學生因為競賽,產生高度的自主與學習樂趣,每日實作到深夜,甚至假日都可以看到學生為了計畫研究而留守實驗室進行操作。

參與出賽的醫學二江亭慧表示:「給學生最大的衝擊就是國際觀!和很多不同的隊伍交流,可以很明顯看到學習態度的不同。歐美國家的學生都有一個人生奮鬥的目標,把時間利用在實現目標,而我們則在大學之中找尋自己的興趣,做了很多不同的嘗試,但也在不知不覺中錯過了很多實踐目標的機會,這個差異似乎很值得我們思考。」

課程成員生技三牛勝雍在產學合作上,更是發揮衝鋒陷陣的角色,除了牽線爭取到麗寶生醫與五鼎生技的支持外,更促成生技系與兩間公司進一步的合作關係,同時,與企業界的接觸,更讓參與課程的學生感受到業界的需求與產業知識,也輔助學生自身的職涯規劃。這是課程經營與競賽外的一大收穫。

致謝: 感謝臺大校長室與教務處對於課程支援,也感謝生科院、電資學院、醫學院、生農學院對於學生競賽支持。同時感謝五鼎生技、麗寶生醫於課程支援與產業經驗上的協助。同時也感謝生化科技系提供系上資源環境。

團隊介紹:

iGEM Taida 及 Biomod 團隊是由 生技、醫學、牙醫、藥學、生科、電機、化學、農藝、農化等系所組成的跨領域團隊,以「Skin Guardian」、「Nano JellyFish」解決皮膚油脂及藥物傳遞問題。詳細團隊介紹請參訪以下網址:

iGEM Taida 2014:http://2014.igem.org/Team:NTU_Taida/TEAMBiomod NTU 2014:http://openwetware.org/wiki/Biomod/2014/NTU團隊Facebook粉絲專頁:https://www.facebook.com/NationalTaiwanUniversityiGEM?fref=ts

2014年 iGEM競賽,於波士頓舉辦,共 250支隊伍參與透過海報發表,與國際知名大學隊進行一對一交流iGEM-Taida 隊伍發表研究成果

2014年由哈佛大學 Wyss 研究所所舉辦之生物分子競賽