今年的 iGEM Giant Jamboree為高年級組的大獎獲獎團隊Team Marburg 帶來了一個現(xiàn)實生活中的科學(xué)童話，Team Marburg是一支由 15 名德國碩士生組成的團隊，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)生物學(xué)法治力量、分子和細胞生物學(xué)探討、化學(xué)、物理、和計算機科學(xué)。這個想法最初是在 2017 年的一次會議上誕生的，很大程度上是由實驗室自動化領(lǐng)導(dǎo)者Opentrons的 OT-2 移液機器人實現(xiàn)的善於監督，最終獲得了大獎和一種新的生物工具，可以改變合成生物學(xué)家創(chuàng)造新產(chǎn)品的方式就能壓製。代謝途徑更合理、遺傳回路和其他 DNA 結(jié)構(gòu)。

獲勝的項目更優美？ VibriGens各方面，基于一種新的細菌底盤生物：納特里根弧菌，這是世界上生長最快的細菌成效與經驗，倍增時間僅為 10 分鐘或更短（相比之下適應性，黃金標準底盤生物大腸桿菌每半小時翻倍）。該團隊致力于建立用V. natriegens進行克隆傳遞、蛋白質(zhì)表達和蛋白質(zhì)相互作用研究的方案融合，并建立了一組針對每種應(yīng)用進行優(yōu)化的菌株（任何研究人員都可以向團隊發(fā)送電子郵件索取）相關性。他們還創(chuàng)建了“ Marburg Collection”是一個基于金門的克隆工具箱完成的事情，使研究人員能夠?qū)⑷魏钨|(zhì)粒復(fù)制起點、抗生素抗性和他們想要的目標基因結(jié)合起來穩定，從而無需依賴載體改造層面。雖然克隆工具箱最初是針對V. natriegens創(chuàng)建的，但該團隊最終將其設(shè)計為普遍適用于許多不同的宿主生物優勢與挑戰。與他們的優(yōu)化菌株一樣經驗分享，馬爾堡菌株也將提供給研究人員。

很久以前……一個想法誕生了

V. natriegens的選擇并非偶然解決問題。該團隊首次聽說這種生物體是在 2017 年德國合成生物學(xué)協(xié)會在馬爾堡舉行的一次會議上系列。其中一位演講者正在介紹V. natriegens，當(dāng)團隊不僅了解到它的生長速度有多快相互配合，而且還知道沒有人真正使用這種生物體時慢體驗，他們開始考慮使用它來幫助合成生物學(xué)界。 智能化，它是一種從未在 iGEM 比賽中使用過的有機體科技實力，所以我們可以實現(xiàn)一個新的東西——它確實可以幫助很多人。因為在合成生物學(xué)的每個領(lǐng)域建設，你都需要一個有機體來構(gòu)建你的結(jié)構(gòu)在此基礎上。因此，我們將有一個影響每個人的項目前來體驗，因此我們認為建立它對我們來說可能是件好事自主研發。”團隊成員 Daniel Marchal 解釋道。由于它生活在鹽水中品率，V. natriegens也能耐受比E更高水平的鹽分相貫通。?. 大腸桿菌不斷發展，使其更適用于一些需要更高鹽含量的環(huán)境應(yīng)用（例如積極影響，優(yōu)化海洋中塑料的細菌降解）。團隊成員 Rene Inckemann 表示緊密協作，由于大多數(shù)生物體不能耐受高鹽水平越來越重要，因此使用V. natriegens 的實驗方案也不太可能受到污染，這在以高純度 DNA 或蛋白質(zhì)為最終目標時至關(guān)重要發揮重要作用。面向市場的產(chǎn)品設(shè)計也是團隊強調(diào)的內(nèi)容醒悟。因克曼喜歡用抗瘧藥抗霉素來舉例。

“抗霉素的開發(fā)花了大約七年時間高質量。試想一下也逐步提升，如果您使用了弧菌，我們可以加快這些過程註入了新的力量，即開發(fā)時間嗎重要的作用？”他問道。他還認為弧菌是合成生物學(xué)家研究蛋白質(zhì)進化去創新、工程蛋白質(zhì)和酶或設(shè)計遺傳電路的有用工具足夠的實力。基本上學習，通過使用世界上生長最快的生物體可以提高開發(fā)各種部件的速度結構重塑，這對于合成生物學(xué)來說是一件好事。隨著越來越多的研究小組應用優勢、公司和其他組織努力加速合成生物學(xué)的各個方面隨著研究的不斷深入高質量發展，合成生物學(xué)堆棧（生物試劑、流程執(zhí)行工具和生物 CAD/CAM 工具的分層集成高效節能，以促進快速產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)）正在不斷發(fā)展影響力範圍。馬爾堡團隊實質(zhì)上在合成生物學(xué)堆棧的生物學(xué)層創(chuàng)建了一種新工具，正在順利實現(xiàn)讓世界各地的合成生物學(xué)家更快、更輕松地進行科學(xué)研究的目標極致用戶體驗。自動化在幫助他們實現(xiàn)這一目標方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用高效流通。

通過自動化使項目成為可能

“當(dāng)你想到在一天或 12 小時內(nèi)進行克隆時——我們所提議的，很多人會說這對于在日常工作流程中實施來說太過分了發展的關鍵。我們在項目的早期就得到了這樣的回應(yīng)，”因克曼說規模設備。 “所以我們考慮了實驗室自動化以及如何盡早實現(xiàn)這一目標真諦所在。”該團隊向多家實驗室自動化公司提交了提案，以獲得對其項目的自動化支持充分。 Opentrons 就是其中一家公司進一步完善。“我們在兩周內(nèi)收到了 77 份提案”競爭力，Opentrons 的科學(xué)發(fā)展總監(jiān)克里斯汀·埃利斯 (Kristin Ellis) 說調整推進，該公司發(fā)現(xiàn)很難從收到的所有優(yōu)秀提交材料中僅選擇十個團隊。但選擇馬爾堡團隊是“理所當(dāng)然的”機製性梗阻C製！拔覍λ麄兊奶嶙h感到震驚，”埃利斯說集成應用。她尤其被他們將細菌轉(zhuǎn)化時間從幾天縮短到 12 小時的愿景所吸引——許多其他人對同樣的愿景表示懷疑探討。

埃利斯還贊賞馬爾堡團隊提出的iGEM 實驗室間研究，他們計劃通過該研究與其他 iGEM 團隊分享V. natriegens及其方案高效流通，以了解細菌在其他實驗室中的行為方式調解製度。這是 Opentrons 的一個特別重要的組成部分，它強調(diào)并支持開源功能、協(xié)作和可重復(fù)的科學(xué)深化涉外。因為在提案到期時 OT-2 甚至還沒有發(fā)布（它于 3 月份宣布并于 6 月份發(fā)布） ），馬爾堡團隊和其他九個獲得 OT-2 的 iGEM 團隊是世界上第一批使用機器人（可以說是豚鼠）來生產(chǎn)全新產(chǎn)品的人創新科技。實驗室自動化方面的經(jīng)驗——我們中的一些人學(xué)過幾門大學(xué)課程服務延伸，但沒有真正的經(jīng)驗，”因克曼說具有重要意義。 “但事實證明進一步，使用 OT-2 非常容易。

”事實上強大的功能，他們的第一個方案（在 96 孔板中復(fù)制菌株）僅一天就在 OT-2 上建立并運行實際需求。至關(guān)重要的是，有了 OT-2優勢，團隊就可以將時間花在設(shè)計和構(gòu)思項目上善謀新篇，而機器人則為他們運行實驗，從而節(jié)省了數(shù)月的人力時間便利性，并使團隊能夠在夏天完成項目方法。團隊甚至有時間在 OT-2 軟件之上構(gòu)建自己的工具——Opentrons 鼓勵所有用戶這樣做。馬爾堡團隊構(gòu)建了一個易于使用的界面提供有力支撐，允許用戶從馬爾堡工具箱中提供的 8 個組件或“工具”中進行選擇切實把製度。一旦他們做出選擇，機器人就知道如何處理每個組件自行開發，無需任何進一步的輸入即可構(gòu)建用戶的定制質(zhì)粒進行部署。