iGEM機器大賽備考建議
1. 團隊組建與分工優化
● ? 跨學科配置 ：至少覆蓋 生物學 （實驗設計）、 工程/計算機 （建模）、 人文 （人類實踐）三類成員。
● ? 角色細化 ：
○ 實驗組：主攻分子克隆、細胞培養；
○ 建模組：負責ODE方程、參數擬合；
○ 宣傳組：制作Wiki、設計科普視頻。
● ? 協作工具 ：使用Notion或Trello管理進度，每周召開復盤會議。
2. 知識體系快速搭建
● ? 必讀教材 ：
○ 《合成生物學：原理與應用》（Alistair Elfick）——掌握基礎理論；
○ 《Systems Biology: Simulation of Dynamic Network States》（Bernhard Palsson）——強化建模能力。
● ? 在線課程 ：MIT OpenCourseWare《合成生物學導論》（視頻+課件）。
● ? 速成技巧 ：整理高頻術語表（如BioBrick、CRISPRa），每日背誦10個專業詞匯。
3. 實驗技能專項突破
● ? 核心技術清單 ：
○ 質粒構建（Golden Gate組裝、藍白斑篩選）；
○ 蛋白表達（誘導條件優化、SDS-PAGE檢測）；
○ 熒光定量（流式細胞儀/酶標儀使用）。
● ? 避坑指南 ：
○ 提前驗證引物特異性（用NCBI Primer-BLAST）；
○ 設立陰性/陽性對照組，避免假陽性結果。
4. 數學建模實戰訓練
● ? 基礎模型 ：
○ 基因表達動力學（用Michaelis-Menten方程）；
○ 代謝通量分析（FBA模型）。
● ? 工具推薦 ：
○ ? Python庫 ：Tellurium（模擬生化反應）、COBRApy（代謝網絡）；
○ ? 可視化軟件 ：CellDesigner繪制基因回路。
● ? 案例學習 ：參考2019年ETH Zurich隊的“振蕩器模型”代碼。
5. 類實踐深度策劃
● ? 倫理框架 ：參照iGEM安全規則（Safety Form 2.0），評估GMO環境釋放風險。
● ? 社會調研 ：
○ 設計問卷（如公眾對合成生物的接受度）；
○ 訪談領域專家（政策制定者、NGO代表）。
● ? 傳播創新 ：制作互動科普工具（如AR演示質粒組裝過程）。
6. 項目展示與答辯精修
● ? Wiki設計 ：
○ 模塊化布局（Problem→Solution→Results）；
○ 嵌入可交互元素（3D蛋白結構展示）。
● ? 演講訓練 ：
○ 用“電梯演講”公式（1分鐘說清項目價值）；
○ 模擬評委提問（預設20個刁鉆問題）。
7. 資源整合與時間管理
● ? 備賽時間軸 ：
○ ? 3-5月 ：選題調研、文獻綜述；
○ ? 6-8月 ：實驗沖刺+建模驗證；
○ ? 9-10月 ：Wiki制作、答辯排練。
● ? 關鍵資源 ：
○ iGEM官網歷年金牌項目報告（2015-2023）；
○ Registry of Standard Biological Parts（常用基因元件庫）。
iGEM機器大賽知識點
1. 合成生物學基礎
（Synthetic Biology Fundamentals）
● ? 基因元件標準化 ：掌握BioBrick、Golden Gate等組裝標準，理解啟動子（如T7、pLac）、RBS（核糖體結合位點）、終止子的功能設計。
● ? 基因回路設計 ：邏輯門（AND/OR/NOT）、振蕩器（Repressilator）、反饋調節（正/負反饋）的原理與應用案例（如大腸桿菌發光系統）。
● ? 常用生物工具 ：CRISPR-Cas9基因編輯、質粒載體（如pSB1C3）、報告基因（GFP/RFP）的使用場景。
2. 分子克隆與實驗技術
（Molecular Cloning & Wet Lab）
● ? DNA操作技術 ：PCR擴增（引物設計、退火溫度計算）、限制酶切（粘端/平端連接）、轉化（熱激/電轉）與篩選（抗生素/藍白斑）。
● ? 蛋白表達優化 ：宿主選擇（E. coli vs 酵母）、誘導條件（IPTG濃度、溫度）、SDS-PAGE檢測表達量。
● ? 數據分析 ：凝膠電泳（條帶大小判斷）、熒光定量（酶標儀數據歸一化）。
3. 數學建模與系統設計
（Mathematical Modeling）
● ? 動力學模型 ：用微分方程描述基因表達（如Michaelis-Menten方程、Hill函數），參數擬合（降解率、轉錄效率）。
● ? 代謝網絡分析 ：COBRA工具包模擬代謝流（如葡萄糖消耗與產物合成關系）。
● ? 軟件工具 ：CellDesigner繪制基因回路、Python庫（Tellurium）進行動態模擬。
4. 人類實踐與社會影響
（Human Practices）
● ? 倫理與安全 ：評估GMO環境風險，遵守iGEM安全規則（如實驗室生物安全等級）。
● ? 公眾科普 ：設計易懂的傳播材料（動畫、網站），解釋項目價值（如微生物降解塑料）。
● ? 政策調研 ：研究目標國家/地區的合成生物學法規（如美國EPA對GMO的監管）。
5. 硬件與自動化
（Hardware & Automation）
● ? 微流體裝置 ：設計芯片實驗室（Lab-on-a-chip）用于細胞培養與檢測。
● ? 自動化平臺 ：使用Arduino或Python控制液體處理機器人（如Opentron）。
● ? 傳感器集成 ：結合pH/OD600傳感器實時監測發酵過程。
6. 跨學科整合
（Interdisciplinary Integration）
● ? 生物信息學 ：用BLAST比對基因序列，PyMOL預測蛋白結構。
● ? 材料科學 ：開發生物相容性材料（如細菌纖維素支架）。
● ? 人工智能 ：機器學習優化基因回路設計（如DeepMind應用于啟動子預測）。
7. 項目展示與團隊協作
（Presentation & Teamwork）
● ? Wiki頁面 ：按iGEM標準展示實驗記錄、模型代碼與參考文獻（需HTML/CSS基礎）。
● ? 答辯技巧 ：用“問題-解決方案-創新點”邏輯設計3分鐘Elevator Pitch。
● ? 團隊管理 ：協調濕實驗、建模、宣傳組進度，使用Trello/GitHub協作。
翰林iGEM書單
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3️⃣ 開卷！從此實驗室里橫著走（別真橫，小心打翻培養皿）🧪
口號： 書單在手，獎牌我有！
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