【导读】美国科学家利用从青蛙胚胎中提取的活细胞，创造出第一台有生命的机器！「有方结合最前沿科技—合成生物学，展开iGEM赛前集训营，探索如何用诺贝尔奖技术创造“活”的艺术作品 ？像组装乐高一样组装生命？」

 

活体机器人来了！

 

现在，一组科学家利用从青蛙胚胎中提取的活细胞，创造出第一个有生命的机器。

 

这些毫米级的“活体机器人”（xenobots）可以朝目标移动，也可以携带一个有效载荷（例如需要运送到患者体内特定位置的药物），还能在切割后自行愈合。

 

他们采集非洲爪蟾（学名“Xenopus laevis”）胚胎中的干细胞，并将它们分离成单个细胞，然后进行孵化。接着，使用微型镊子和一个更小的电极，将细胞切割并在显微镜下连接到计算机所指定的设计中。

 

皮肤细胞形成了一个更被动的结构，而心肌细胞曾经的随机收缩被用于创造有序的向前运动，这是在计算机设计的指导下，并借助于自发的自组织模式，使机器人能够自行移动。

 

笔记本电脑很强大。但切开两半还能用吗？在实验中，科学家就将活体机器人切开两半，观察究竟会发生什么。科研人员说：“我们发现，它会把自己重新缝合起来，然后继续前进。这是一般机器无法做到的。”

 

Levin和Bongard都表示，细胞之间进行通讯和互联的方式，已经深入到计算科学和我们对生命的理解中。Levin说：“生物学的最大问题是如何理解确定形式和功能的算法。"

为了使有机体得以发展和发挥功能，需要在细胞内和细胞间进行大量信息共享与合作，而不仅限于神经元内。这些过程是由生物电、生物化学和生物力学作用所形成的，“这些过程在DNA特定的硬件上运行，而且可重新配置，创造出新的生命形式。”

 

科学家们认为，这项研究可“用于设计可重构生物的更广阔的新方法”，是将关于生物电代码的理念应用于生物学和计算机科学的第一步。

 

这也是合体生物学这门前沿学科发展的新趋势。

 

什么是合体生物学 

 

作为21世纪新兴的一门前沿学科，合成生物学是生物学、信息学、数学、计算机和工程学等多学科交叉结合的产物。发展迄今，已在生物能源、生物材料、医疗技术以及探索生命规律等诸多领域取得了令人瞩目的成就，多项研究成果登上《Science》、《Nature》等学术界顶级期刊。

 

比尔·盖茨、谢尔盖·布林、彼得·蒂尔、李嘉诚、莱昂纳多这些科技、商界、文娱界的大佬都被合成生物学的魅力所折服，投入重金支持其发展；微软、谷歌等科技巨头也在这个领域布局，看好合体生物学的未来。

 

合成生物学正以迅雷不及掩耳之势走进我们的生活，影响力也迅速增大，但是很多同学们对其还很陌生。

 

同样，在十年前，我们无法想象智能手机会如此普遍、移动互联网融入我们的生活，物联网技术逐渐融入我们的生活。

 

对于当代青少年而言，

不应该局限于眼前热门趋势。

前沿科技代表未来，

而你们才是未来的创造者。

 

有方联合国内首家合成生物学科技公司，各位同学准备了

 

【合成生物学主题营地】

 

无论你是毫无基础的小白萌新，还是已经自学成才的生物极客，这里都能满足你的好奇心。

 

 

项目一 

闪耀吧，大肠杆菌

"探索如何用诺贝尔奖技术创造“活”的艺术作品"

 

 

从水母、大肠杆菌等生物的 DNA 中扩增特定的基因片段，以此为材料编辑人造的 DNA，最终创造出带有五彩荧光的大肠杆菌；亲身体验聚合酶链式反应（PCR）技术、琼脂糖凝胶电泳技术、DNA 纯化回收技术、DNA 转化技术、微生物培养和无菌操作技术；学习分子生物学基础、DNA 复制的机制、DNA 转录和翻译的机制、分子克隆的原理、科学文献阅读和学术项目展示原则等。

 

项目时间

深圳站：2020年1月18日-22日

上海站：2020年1月18日-22日

北京站：2020年1月18日-22日

 

适合学生

9-12年级中学生对生命科学，

iGEM比赛有兴趣每期8人成营，

上限25人/期

 

课程内容

 

项目二 

拼接生命电路

“如何像组装乐高一样组装生命？”

 

 

采用合成生物学技术设计和组装 3 种生物感应器（biosensor），利用这些生物感应器定量检测水体中特定分子的含量；体验 DNA 逻辑电路的魅力，亲身体验 PCR 技术、Gibson 组装技术、微生物培养和荧光表征技术、学习科学实验设计和科学图表处理方法；

 

系统学习合成生物学知识，在科研导师的帮助下完成一个 iGEM 项目的立项，并面向专业科学家评委进行 PPT 演讲展示，体验立项—展示—答辩的全套科研素养训练。

项目时间

深圳站：2020年2月1日-5日

上海站：2020年2月1日-5日

北京站：2020年2月1日-5日

 

适合学生

9-12年级中学生对生命科学，

对生命科学，iGEM比赛有兴趣

每期8人成营，上限25人/期

 

课程内容

 

项目收获

 

l 前沿交叉学科合成生物学的全面学习

合成生物学被美国麻省理工学院出版的《Technology Review》评为未来改变世界的十大新兴技术之一，在医疗、能源、食品、工业等多个领域得到广泛研究和应用，具有壮观的产业前景。

l 与国内首家合成生物学企业研发科学家零距离交流

与研发科学家零距离接触，了解研发科学家的研究方法和工程技能。培养同学们主动学习、提出并解决实际问题的能力。摒弃传统揠苗助长式的应试备赛，坚持用科学家的言传身教来培养未来的科学家们，全程给予陪伴式的精准教育。

 

l 顶尖大学科研院所导师指导

我们拥有合成生物学领域的顶级科学顾问与强大的科学家团队，成员来自牛津、清华、北大、武大、中科院等高校与科研单位。

全面提升科研能力与工程化思维

利用项目式学习方式，激发学生对生物科技的兴趣，完整体验科研项目经历，全面提升科研能力和工程化思维，运用知识和技能探索未知，解决周边问题。

 

 解锁国际合成生物学重大赛事—iGEM竞赛

国际基因工程机器大赛，英文名称为International Genetically Engineered Machine competition，简称iGEM。国际基因工程机器大赛是合成生物学领域的国际顶级大学生科技赛事，也是涉及数学、计算机、统计学等领域交叉合作的跨学科竞赛。

由美国麻省理工学院于2003年创办，2005年发展成为国际赛事，于每年10月在麻省理工学院进行最终角逐。国际基因工程机器大赛赛况和研究成果每年都受到《科学》、《自然》、《科学美国人》、《经济学人》等顶级学术杂志、英国广播公司这样的传统媒体的关注并进行专题报道，具有广泛的国际影响力。

 

 

 

了解更多详情

请扫描二维码

关注「有方背景提升」