iGEM国际基因工程机器大赛

International Genetically Engineered Machine Competition(iGEM),即国际遗传工程机器大赛,起源于麻省理工学院(MIT),比赛内容涉及生物学、计算机科学、教学、艺术设计等多学科,是目前合成生物学领域的最高学术型科研大赛。其理念在于鼓励大学生和中学生积极创新,用创新去改变世界,通过解决世界面临的日常问题来突破合成生物学的边界机会,施展自己的才能。

iGEM创始之初仅是针对在校本科生的校内竞赛,后逐渐扩大到研究生以及高中生。涵盖多学科的iGEM团队需要利用标准生物模块(Biobricks)来构建基因回路、建立有效的数学模型,实现对精致复杂人工生物系统(artificial biosystem)的预测、操纵和测量以完成比赛。

参赛团队需要以研究生的水准做科研课题,团队成员通常要求具备CS、Art&Design、Physics、Law、Mathsmatics、Social Science的学科优势,用于完成不同的参赛任务包括:生物创新方案设计、WIKI网站(包含整个项目的情况)、答辩、poster设计等。选手必须把自己研究的项目所有重要内容都放进一个海报并准备一个20分钟的演讲。

为什么参加IGEM?

全球最高水平的全成生物学学术竞赛

最受美国名校青睐的学术竞赛之一

竞赛机制涵盖生物、数学、计算机、机械电子工程设计等多学科

与世界各地名校队伍同台竞技,全面提高综合素质,开拓国际视野

igem赛事浙大、武大等顶尖双一流高校教授全程指导

专职名校博士团队倾力带队指导

iGEM奖项设置

Grand Prizes

小部分被组委会评审为最终决赛者团队奖角逐此等奖项,为该竞赛的最高奖项,按不同年龄组颁奖

Undergraduate组:

  • Grand Prize Undergraduate:另称为aluminum BioBrick Trophy,为该年龄组的最高奖项;
  • First Runner-Up Undergraduate:该年龄组的第二名
  • Second Runner-Up Undergraduate:该年龄组的第三名
Overgraduate

  • Grand Prize Overgraduate另成为aluminum BioBrick Trophy,为该年龄组最高奖项
  • First Runner-Up Overgraduate该年龄组的第二名
High School

  • Grand Prize High School:另称为BioBrick Trophy,为该年龄组的最高奖项
Standard Track Awards

由组委会根据团队参赛内容的造诣程度来按以下类别颁奖

  • Best Diagnostics Project很多病症如果可以在早期就被诊断出来,就可以很好的成功治愈。获奖团队需要提出一个更快、更便宜、更好的诊断技术来改善全世界的医疗服务
  • Best Energy Project自1950年以来,世界能源消耗增加了大约六倍。2013年5月,Mauna Loa Observatory夏威夷莫纳罗亚天文台的大气C02读数首次超过400ppm,这样高浓度二氧化碳完全无法维持。获奖团队需要尝试利用合成生物学创造出能产生更少二氧化碳的能源技术,利用原料和废料制造能源,或者以其他可持续的方式产生能源
  • Best Environment Project空气、水和土地的质量决定了所有生物的幸福生活。获奖的团队需要研究生物技术能否被用来帮助净化空气,提供新鲜的饮用水,恢复或提高土壤质量,或者将就近的小行转变成地球类似的环境,以及保护增强自然生物多样性
  • Best Food & Nutrition Project俗话说人是铁饭是钢,一顿不吃饿得慌。获奖团队需要研究是否有什么技术或材料既可以安全的生产食品提供营养又不会造成短缺的同时又不损害长期的环境?
  • Best Foundational Advance Project35年前,科学家们还不能像今天这样,将现有的遗传物质片段剪切和粘贴。DNA重组的发现和应用使我们能够合成新的基因。合成生物学正在寻找能够帮助创造的新技术。获奖团队需要研究在自然中是否还有其他任何我们以前从未发现的方法但是有可能可以彻底改变合成生物学的方法
  • Best Information Processing Project生物特性、行为和部件的多样性和丰富度蕴含着丰富的信息。获奖团队需要提出一个创新的系统可以使我们能够快速有效地浏览和使用这些信息
  • Best Manufacturing Project你听说过纳米技术吗? 生物学就是一种已经存在且非常有效的纳米技术。核糖体是一种可以复制的可编改的纳米载体。获奖团队需要研究我们能否利用生物学来制造有用的产品,从纳米级(原子)到数百倍大的物体(建筑物和桥梁)生物可以被用来制造什么
  • Best New Application Project获奖团队需要能想出一个在生物技术领域中一个全新的应用领域,是其他人没有想过的或者从来没有跟任何人提过了
  • Best Therapeutics Project许多健康和医疗问题都可以用新的疗法来解决。获奖团队需要提出合成生物学能怎样改进技术从而获得新的治疗方法
  • 注意:每个项目需要至少由10个候选才能选出undergraduate和overgraduate两个组各一名,否则想合并两个组仅选出一名
Special Track Awards

由组委会根据团队参赛内容的造诣程度来按以下类别颁奖

  • Best Art & Design Project获奖团队需要可以使用艺术设计来探索合成生物学当前和未来的影响,包括利益相关者,交流,教育学等
  • Best Hardware Project当许多在这个领域工作的团队研究了很多年后,许多硬件已经成为iGEM很重要的一部分。获奖团队需要研究开发提出一个合成生物学相关的硬件,包括低成本实验室设备、微流体技术、测量专用设备和许多其他领域的项目。组委会鼓励团队将wetware components 应用在开发的项目中,但不强制要求提交该部件
  • Best Measurement Project在实验室里已经有了那么多仪器的时候,精确测量依旧是合成生物学的一个巨大问题。获奖团队需要提出要怎么解决这个问题
  • Best Software Project计算机已经出现了很多年并发展的很好了,但是我们已经没有什么更好的工具来帮助大家可以用标准生物部件来合成生物系统。获奖团队需要提出一个可能
Special Prizes

由组委会颁给最具创新性以及独特贡献的参赛团队的荣誉奖

  • Best Advancement in Plant Synthetic Biology植物生物学领域最好的项目
  • Best Applied Design颁发给一个开发出一个synbio product(益生菌方案)并可以轻松解决一个现实问题的团队。该获奖团队需要考虑产品如何解决问题和其他潜在的解决方案,产品如何整合或破坏其他产品及其生产过程,以及它的生命周期如何以积极和消极的方式更广泛地影响我们的生活和环境
  • Best Education & Public Engagement颁给在合成生物学领域中可以提出一个更有效传播教育科学并让大家都参与进来的方案
  • Best Hardware颁给为合身生物学领域开发出一个有效硬件的团队。这个iGEM的硬件可以使合成生物学分成更方便快速应用的标准部件,或者一个可以帮助研究团队更好的表述合成生物学特性等
  • Best Innovation in Measurement合成生物学中还有很多部分没有办法被准确的描述出来,或许可以设计一个更高效的测量表述方法描述各个部分
  • Best Integrated Human Practices颁给可以影响社会并从中可以获得有效信息的方案
  • Best Model合成生物学是一门工程类学科,工程的一部分是模拟和建模来确认制作可行的系统。此奖颁给可以开发出一个数学模型或计算机模拟的方式来描述BioBrick零件和运行的团队。
  • Best New Basic Part大多数基因编码还没能转换为标准的BioBrick部件,因此,获奖团队需要寻找更多的基因编码性能,并将这些DNA编码转换成BioBrick标准生物部件。需要注意的是,本部分必须遵循注册样本提交指南,并已发送到标准生物部件注册中心。你研究出来的最好的基础部分可以在你的维基数据页上呈现,请参考http://igem.org/Sample_Data_Page
  • Best New Composite Part新的BioBrick设备可以通过结合现有的BioBrick部件来制造。例如,逆变器、放大器、嗅觉发生器、蛋白质气球发生器、发送器、接收器、执行器等等。为获得该奖项,本部分必须遵循注册样本提交指南,并已发送到标准生物部件注册中心且你研究出来的最好的基础部分可以在你的维基数据页上呈现
  • Best Part Collection团队需要创造一个类似CRISPR系列或MoClo系列的系列,这个系列可能含有超过10个零件。这些部分必须遵守注册表样本提交指南,并已发送到标准生物部件的注册表。
  • Best Poster最具有吸引力且可以很好的展示团队工作的海报
  • Best Presentation引人入胜且可以清晰的将你研究的项目传播出去的演讲
  • Best Software Tool可以对一个项目的成功产生决定性影响的软件设计,比如一个工具或者运算方法等,可以不用太复杂。筛选符合条件的团队所设计的软件必须在OSI认可的开放源码许可下被记录和提供。
  • Best Supporting Entrepreneurship为表彰为将iGEM项目商业化而做出贡献的商业项目,向所有团队开放的,以表明创业精神是所有团队都可以追求的。这个奖项可以颁给一个新的项目,或者一个团队想要商业化的项目
  • Best Wiki团队维基页面是团队iGEM项目封面,团队的维基页面将是未来参与iGEM竞赛的团队以及世界各地人员的主要信息来源方式,所以将颁给维基页面做的最好的团队
  • 注意:每个项目需要至少由10个候选才能选出undergraduate和overgraduate两个组各一名,否则想合并两个组仅选出一名,同时也会颁给high school组

iGEM参赛时间安排表

时间

内容

1-2月 赛前冬令营集训
3月 每周末线上培训,讲解近期论文和往届优秀项目。
组织1次线下周末活动,探讨项目,撰写可行性方案。
设计第一批生物砖。
4月 周末线上培训。文献阅读和讨论。
组织1次周末实验,确定项目,确定DNA parts,订购引物。
进行预实验构建第一批生物砖。
5月 每周末线上交流,文献阅读和讨论。
查阅资料,完善项目背景。开展有关项目背景的human practice
组织1次周末实验,测试实验条件。
6月 每周末线上交流,文献阅读和讨论。
暑假前,组织学生1-2次周末实验,获取数据。
7月 进实验室做实验,获取实验数据。
进行数学建模训练。
8月 进实验室做实验,获取实验数据。
组织学生参与队伍交流。
9月 协助学生整理实验数据,完成wiki框架和背景内容。
完成ppt草稿
进行与项目展示相关的human practice
10月 每周线上交流。整理wiki,poster,训练ppt展示。
比赛前邀请优秀的科学家评委,安排1-2次ppt答辩
11月 赛前准备,赴美比赛

专业师资团队

师资团队由合成生物学领域国际知名科学家、杰出青年学者以及经验丰富的一线课程设计师、讲师组成,兼具专业的科学素养与教育素养。

igem

宗夜晴
中国科学院微生物研究所博士 具有丰富的合成生物学研究经验,曾承担多个研发项目,发表高影响因子论文数篇;

igem

孟凡康
中国科学院微生物研究所在读博士 合成生物学知名自媒体《再创》主编,原南开大学iGEM金奖队伍核心成员。

获奖名单

2019iGEM获奖作品展示

igem获取作品

GreatBay_SZ

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igem获取作品

Mingdao

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igem获取作品

FDR-HB_Peru

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igem获取作品

GENAS_China

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igem获取作品

Lambert_GA

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igem获取作品

Baltimore_BioCrew

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igem获取作品

Navarra_BG

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igem获取作品

JNFLS

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igem获取作品

GDSYZX

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igem获取作品

Greatbay_SCIE

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igem获取作品

iBowu-China

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igem获取作品

Munich

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igem获取作品

Nanjing_High_School

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igem获取作品

QHFZ-China

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igem获取作品

SHSBNU_China

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igem获取作品

SIS_Korea

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igem获取作品

UCopenhagen

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igem获取作品

US_AFRL_CarrollHS

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igem获取作品

HK_SSC

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igem获取作品

Hong_Kong_LFC_PC

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igem获取作品

TAS_Taipei

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igem获取作品

TPHS_San_Diego

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iGEM带队成绩

  • 2019年,在全球74支总决赛高中队伍里,指导7支队伍以压倒性的优势取得了7枚金牌,包揽了大陆地区绝大部分单项奖与提名。其中深圳的大湾区深圳联队(GreatBay_SZ)更是获得了高中组世界冠军(The Grand Prize)的殊荣,这也是我们所指导的队伍连续两年站到冠军的领奖台。
  • 2018年,在全球66支总决赛高中队伍里,指导3支队伍以压倒性的优势取得了3枚金牌,包揽了大陆地区绝大部分单项奖与提名。其中深圳的大湾区联队(GreatBay_China)更是获得了高中组世界冠军(The Grand Prize)的殊荣,刷新了中国高中队伍的最好参赛成绩
  • 2017年,在全球42支iGEM总决赛高中队伍里,指导4支队伍以压倒性的优势取得了3枚金牌,并包揽了大陆地区的全部单项奖,包括2个单项奖,以及13个单项奖提名。

指导阶段

  • 赛前集训:于2020年1月-2月开展赛前集训冬令营。营地将会让学员提前掌握合成生物学基础知识,培养实验设计能力;同时也将指导学员进行实验项目设计,实验数据获取和整理,文献阅读,团队合作,以及学习如何建立自己的参赛项目。参与营地的集中培训将有助于学员系统全面的了解iGEM比赛的能力要求,更快确定正式的iGEM参赛项目。冬令营中表现出色的学员也会作为核心队员被直邀加入参赛队伍。
  • iGEM学术前沿培训:参赛队伍建立后,所有学员将于2020年3月至6月进行学术前沿培训。培训课程共12-16期(根据立项进度调整),课程将以线上和线下的结合的形式开展,每月安排三次线上课程与一次线下活动,进行知识梳理、文献讨论、头脑风暴,提出项目可行性方案,进行预实验等。
  • 项目实验指导:实验室会为iGEM参赛学员提供安全舒适的生物教学实验室及专业的研发实验室作为项目实验场地,并安排专业研发科学家进行项目全程实验指导,解决学员在参赛过程中遇到的专业技术难题。在参赛周期内,实验室将同时提供实验所需的配套试剂耗材。
  • 决赛阶段指导:实验室将安排专门团队管理学员完成比赛相关的实验和社会调研活动。在9月和10月指导学员完成wiki(学术网页)和poster(学术海报)的制作,并组织学员进行学术报告展示的训练。带队老师也将陪同学员赶赴美国,在总决赛现场提供学术展示和答辩的经验指导。
  • 赛后指导:总决赛后,实验室也可以提供额外的指导,帮助学员将优秀的参赛项目整理为学术成果,并在优秀学术期刊发表研究论文(论文指导所需费用另行商讨)。

指导内容及收获

理论课程

学员在培训期间,将学习综合了生物、物理、数学、化学、计算机等跨学科内容的合成生物学理论课程。课程内容包括但不限于分子生物学基础,遗传学基础,基因工程技术原理,合成生物学基础和热点,统计学和数据分析,数学建模,化学与材料科学基础,计算机算法与网页开发等。

实验课程

学员在培训期间,将亲自学习并实操掌握现代生命科学各项实验技术。实验课程包括但不限于DNA提取技术,PCR技术,琼脂糖凝胶电泳技术,DNA拼接技术,Gibson组装技术,DNA测序技术,微生物培养技术,细胞荧光分析鉴定技术,流式细胞分析技术,蛋白质表达与分析技术,微生物功能检测技术,生物数学建模技术,基因组编辑技术等。

文献阅读训练

指导老师将在培训的期间对学员进行文献阅读指导,并进行稳定、长期的跟踪。每周会定期推荐学术领域最新的优秀文章和进展,并组织学员进行文献搜索,阅读和知识点归纳,训练学员的科学素养。

竞赛指导

指导老师将帮助学员在课题选择、实验操作技术等领域提供咨询和建议工作,并全程辅导学员完成科学项目。同时,每周定期组织线上会议或线下活动,帮助学员梳理知识,厘清进展,按照比赛的规则将项目向前迈进。

其他指导

iGEM比赛要求学员在进行项目的同时,也走出实验室参与到市场调研和交流合作的工作中来。学员可以深入高校,科研机构,高科技企业,工厂进行交流参观,充实并完善项目背景。此外,学员能有机会和全国各大高校的优秀队伍(如北大、清华队等)展开直接合作,在社会实践方面将取得众多的机遇。