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让废纸就地再生，成电学子的奇思妙想斩获国际大赛金奖！
近年来，随着人们环保意识地提高
纸的重复利用率越来越高
但一些因工作中产生的办公废纸
却存在分散、零碎、污染等
诸多不利于回收的特性
导致办公废纸的重复利用率偏低
近日，在一项合成生物学领域的
国际顶尖赛事中
成电学子提出“生物酶法脱墨”的方法
更好地实现办公用纸的就地再生
并斩获赛事金奖和两项BEST提名奖
下面，就和小电一起来看看吧
日前，合成生物学领域国际顶尖赛事——2021年国际基因工程机器大赛（International Genetically Engineered Machine Competition，简称“iGEM”）落下帷幕。在教务处的大力支持下，电子科大代表队UESTC-China凭借“生物酶法脱墨实现办公室废纸原地再生”项目，从全球352支队伍中脱颖而出，摘得金奖，同时在众多合成生物学项目中获“最佳新应用奖”（Best New Application Project）和“最佳创业奖”（Best Supporting Entreprenership ）两项全球最佳单项提名奖，实现历史新突破。至此，电子科大代表队创造了连续第9次获得iGEM大赛金奖、4次摘得最佳单项奖、9次摘得最佳单项提名奖的佳绩。
国际基因工程机器大赛由美国麻省理工学院主办，为合成生物学领域一年一度国际性大学生顶级学术竞赛。每年比赛吸引了全球几十个国家上百支队伍参赛，其中包括哈佛大学、麻省理工学院、斯坦福大学、剑桥大学、牛津大学、北京大学、清华大学等世界一流高校。团队合影，从左至右依次为：伍丽燕、胡雨薇、彭禹皎、常森、姜雨璇、李杜白、王树恒、王子睿、李荐育、罗淞文、王沅怡、龙维汉、陈希、周颖。
电子科大代表队UESTC-China由来自生命学院、医学院、物理学院、机电学院、计算机学院、软件学院的15名本科生组成，在生命学院张勇教授、汤丽霞教授、郑雪莲副教授、冯娟副教授以及权凌老师的指导下进行了为期两年的项目准备。 今年的赛事主题是“Deink the Dark”, 该项目旨在解决目前办公室废纸回收率低导致的资源浪费问题。办公室废纸具有分散、零碎、污染等诸多不利于回收的特性，故导致这种极高质量的再生资源被闲置和浪费。为解决该问题，团队致力于开发一台办公用纸张原地脱墨再生设备，团队成员运用纤维素酶、木聚糖酶、脂肪酶、木聚糖酶等，结合纤维小体系统设计了一套高效稳定的脱墨酶生物系统，并制备了一台能够实现自动化脱墨的设备。为了实现纤维小体系统，团队成员将EGL7、EG1、XynB、Blac、Lip、Scaf、SdbA等多种纤维小体组分基因导入底盘生物毕赤酵母中，在为期两年的准备过程中一次次重复实验和方案验证，克服了毕赤酵母菌落PCR效率低、细菌污染验证、筛选效率低、假阳性多等困难，最终形成了一套完整的实验步骤协议，并成功验证了关键酶组分的活性。此外，团队还通过对Google公司DeepMind团队Alphafold2蛋白质结构预测算法的改进，设计出了更符合自身蛋白特性的结构预测算法。
在硬件方面，团队成员按照工程设计周期，经过几次“勘察-想象-设计-建造-学习-重新设计”的循环，完成了硬件的3次迭代，解决了体积大、稳定性不足、干燥效果和脱墨效果不理想、破坏整体性等问题，构建了脱墨机原型，并基于人工智能，设计了控制纸张自动化脱墨的残余墨点识别算法。办公室废纸原地再生是一项涉及社会、人文、科学、环保等多个领域的综合性项目，UESTC-China团队从实际问题、科学技术、市场产业、政策法律四个层面开展了一系列实践活动，让办公废纸回收再利用在更多领域达成共识。在项目研发之外，他们策划了“Science not Silence”系列教育活动，从视、听、触三个感觉入手，为人们呈现纸张再生与合成生物学的魔力。在创业人士和投资人的建议下，团队还参加了中美青年创客大赛、中关村创客大赛、中国大学生生命科学竞赛（创新创业类）多个创新创业大赛，获得多项国际级、国家级、省级奖项。在创业大赛后，队员保持与成熟的企业家和投资者的交流，获得了行业内非盈利基金会的资助，以及行业内公司提供的市场化运营模式建议和赞助。
为了将项目成果转化，团队还与另外20多个iGEM队伍合作，设计编写了一套《酵母使用手册》，并将项目的发明成果申请了《基于生物酶脱墨的整纸脱墨方法及设备》发明专利，以及《整纸脱墨装置》实用新型专利。
来源：生命学院
编辑：新闻中心 卿晗
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