喜报|全球金奖及赛道单项奖:我院NJU-China队伍在2024国际基因工程机器大赛(iGEM)创历史佳绩!

发布者:陈丽坤发布时间:2024-11-03浏览次数:22

2024 iGEM Grand Jamboree法国巴黎时间20241026日,国际基因工程机器大赛(iGEM)在法国巴黎Paris Convention Center落下帷幕。2024年,来自50多个国家和地区的438支队伍参加了此次大赛,我院参赛团队NJU-China从中脱颖而出,荣获2024年大赛金牌和最佳软件与人工智能项目单项奖(Best Software & AI Project),这也是生命科学学院团队参加iGEM多年来首次在软件与人工智能赛道夺得单项奖奖杯,创造了历史佳绩。




iGEM赛事介绍


国际基因工程机器大赛(iGEM)由麻省理工学院于2003年创办,2005年发展成为国际性学术竞赛,目前已成为合成生物学领域的顶级国际性学术竞赛。iGEM竞赛鼓励参赛团队用合成生物学手段解决实际问题,通过长期规划、团队合作,在有限的时间里共同完成一项完整的科研项目。除了在实验室里开展实验以外,iGEM参赛团队还需要进行广泛的社会调研,并依据调研反馈调整项目设计思路,使其更加贴合人类社会的需求。今年的iGEM决赛Grand Jamboree以线上线下结合的形式在法国巴黎举行,来自50多个国家的400多支队伍参加了此次大赛。 

    


NJU-China 2024项目简介


50多年来,随着合成生物学的发展,科学家们创造了数以万计的生物学元件,并正在逐渐改变我们的世界。在合成生物学取得重大成就的背景下,iGEM的影响不容忽视:数千个团队贡献了超过75,000个组件和4,300个生物项目。然而,这些数据混乱且难以整合,因此NJU-China团队意识到,随着信息技术和人工智能的发展,我们可以将几十年积累的合成生物学历史整合成一个新的工具,让每个人都更容易使用。NJU-China 2024使用知识图谱作为基础数据库架构,利用大型语言模型来促进整个过程——从原始数据清理和数据库信息检索到与用户的自然语言对话。团队创建了Prometheus,这是一个新手友好的专业级合成生物学语言模型,通过帮助用户检索组件,构建质粒和指导生物实验设计来促进合成生物学。



NJU-China团队首先通过网络爬虫获取了iGEM Registry Part Collection Database中近75000个元件的信息,并使用prompt-engineeredLlama3模型从元件信息中提取出元件的功能描述。接着团队将提取到的元件信息整合成知识图谱格式作为模型的underlying architecture。在此基础上团队利用BioSentVec模型匹配用户对于元件功能的需求以及提取到的元件信息,并使用prompt-engineeredLlama3模型从上一步的匹配元件中选出最佳匹配,完成了元件匹配的搜索模型。团队还实现了自然语言对话功能,在和研究者对话的过程中不断接收研究者对元件和功能的需求以及实验设计思路,从中自行提取用户对元件和元件组合的要求,实现元件的自动搜索和组合。



NJU-China利用普罗米修斯模型进行了一项具有潜在现实应用价值的小型合成生物学实验。团队为普罗米修斯模型提供了以下输入:“我想在酵母中高度表达TPS1基因。请帮我找到一种可以在酵母中启动表达的强组成启动子。”在Prometheus模型推荐的选项中,团队选择了三个酵母的强启动子:TDH3(BBa_K124002);TEF2(BBa_K3753003);PGK1(BBa_K2308011)并成功构建质粒。通过实时定量PCR检测了三种质粒的TPS1基因表达强大,证实了Prometheus模型推荐的启动子元件的有效性。



NJU-China 2024此次在iGEM中斩获金牌和最佳软件与人工智能项目单项奖,标志着学院在生命科学与人工智能交叉领域人才的培养上取得显著成效。在学院领导的大力支持下,学院不仅开创了人工智能生物学的新领域,还创立了人工智能生物学实验班,为培养复合型人才搭建了坚实平台。学子们在交叉领域的跨界探索中不断成长,展现出惊人的创新能力和实践精神,努力成为未来生物与人工智能交叉领域的引领者。学院未来将继续深耕生命科学和人工智能交叉领域,培养更多交叉复合型人才,为推动生命科学学院的发展注入新的动力和活力,引领生物医药领域的前沿创新。


团队介绍NJU-China



NJU-China团队参加iGEM已十年有余,完成了基础性进展、治疗、新应用、软件与人工智能等多个领域的科研项目,获得了可喜的成绩。今年NJU-China由来自生命科学学院、计算机学院、医学院的15名同学组成,在导师陈熹老师与周祯老师的带领下开拓创新、合作奋进,聚焦于合成生物学与人工智能交叉前沿领域,顺利完成比赛项目并斩获佳绩,创造历史。

致谢感谢生命科学学院和计算机学院各位老师的大力支持;感谢为模型构建提供建议的各位PI和企业家们;感谢各位队员的辛勤付出;衷心祝愿NJU-China 2025再创辉煌!!!