骄阳似火，夏日已至，在这个浪漫的520夏日，你和谁表白了呢？(狗头)当然热爱科研的我们最爱的一定是在逸夫楼235和小伙伴们一起攻坚克难的氛围。时光似水，转眼2021 NEFU_China团队再度启程，从2020.12-2021.5，历经近6个月的时间，团队成员集思广益，最终形成了4个成熟课题想法。同时，在今年我们也将代表东北林业大学参加首届国际定向进化大赛（iDEC）,针对此项比赛我们提出两个较为实用且有重要意义的定向进化想法，分别是氨基葡萄糖（GlcN）合成菌株的定向进化与4-羟基-L-扁桃酸（HMA）合成菌株的定向进化。
为了更高效的推进接下来的比赛进程同时选拔出更适合的参赛项目课题，我们将在明天5.21（周五）中午12:30于丹青505举办2021iGEM &iDEC课题评审会，欢迎各位帮助支持我们的领导老师莅临指导，同时也欢迎各位对iGEM与iDEC感兴趣的同学参加，我们在丹青505等你！以下是各课题简介与相关海报（排序不分先后）：
1.Spiberane
烧伤传统的治疗方法——体外细胞培养植皮不能轻易有效地完全治愈烧伤创面，而且有周期长，成本高等弊端。而蜘蛛丝具有促细胞生长，粘附作用从而优化治疗效果，故优化和设计生产具有功能的重组蜘蛛丝薄膜。实验设计：设计一种能进行自我组装，具有纤连蛋白的重组蜘蛛丝蛋白。1.构建毕赤酵母表达载体进行高效蛋白生产和分泌，融合荧光蛋白在PBS溶液表面自组装形成薄膜。2.在组装形成的薄膜上分散培养细胞证明纤连蛋白的促细胞生长作用。3.取细菌涂覆于涂层上和结合抗菌肽的涂层培养染色证明抗菌功能。4.取蛛丝蛋白涂层于模拟条件下检测自然降解性能。项目意义：合成融合抗菌，促细胞生长，具生物兼容性等功能的重组蛋白薄膜用于新型伤口敷料，而且具自组装，粘附性的应用方向。底盘用酵母优化表达提升合成效率。
2.松毛虫生物防治
松毛虫主要以松树、柏树、杉树为食。松毛虫不仅对我国林业造成严重危害，也会危及人类健康。目前我们所依赖的防治方法仅有封山、化学杀虫剂以及引入天敌等办法，这些方法有诸多局限性，效果并不显著。在本课题中，我们通过设计两种在不同时期喷洒以大肠杆菌为载体的生物“药物”，对松毛虫达到了分阶段的有效防治，且保证大肠杆菌通过松毛虫的啃食进入松毛虫肠道内后，感应内部环境而裂解，保证了效应物质：dsRNA纳米颗粒以及毒蛋白的大量释放，对松毛虫进行基因沉默、且破坏松毛虫肠道细胞，达到杀死松毛虫的目的。我们的设计采用了一种更为经济高效的手段，整体性、特异性的稳定杀灭松毛虫，为生物防治松毛虫提供了新思路。
3. 大肠杆菌-酿酒酵母共生体系
角鲨烯作为一种天然化合物，已在制药，营养保健品和个人护理行业中显示出非凡的应用潜力。同时，作为2020年爆发的新冠肺炎（COVID-19）的疫苗佐剂的重要 成分，其需求在世界范围内急剧增加。目前，角鲨烯主要从鲨鱼肝脏和植物中提取，但产量较低；其生物合成集中在酿酒酵母、大肠杆菌中。本项目诣在设计一种全新的角鲨烯合成策略——通过构建大肠杆菌与酿酒酵母的自调节共培养平台，使大肠杆菌和酿酒酵母在同一体系中分工合作，分别负责角鲨烯合成的两个环节（如图1），共同完成角鲨烯的合成。本项目的研究意义在于：1. 利用两种微生物各自的生产优势环节，形成优势互补，进一步提高产物角鲨烯的合成效率。2. 利用种间信号交流构建大肠杆菌和酵母菌自调节共培养平台，实现对菌株比例的调控，以提高共合成生产效率。图1：大肠杆菌与酿酒酵母共培养合成角鲨烯示意图
4.DNA\RNA的体外快速检测体系开发
新冠疫情引起我们的关注，传统的核酸检测方法操作要求较高且检测周期长有局限性，因此我们提出了一种基于G四联体的体外检测平台，能够对新冠病毒及其变种、其他病毒以及各种致病菌进行快速且高特异性、高灵敏度的检测。待检测序列首先会通过重组聚合酶扩增（RPA）进行指数扩增，再通过我们设计的nCas9-Phi29融合蛋白进行特异性识别和剪切。融合蛋白的作用产物为一条ssDNA，是启动滚环扩增（RCA）的引物。滚环扩增的产物是重复的富含G的ssDNA，这条ssDNA可以形成大量G四联体催化显色反应。平台设计包含两次特异性识别和两次高效等温扩增，可以在非实验室条件下，以较低的成本进行快速、准确、灵敏的检测，检测结果将以肉眼可见的颜色呈现。
5.氨基葡萄糖（GlcN）合成菌株的定向（iDEC）
氨基葡萄糖（2-amino-2-deoxy-D-glucose，GlcN）是一种生物体内广泛存在的功能性单糖，在食品、 制药、化妆品等行业有广泛的应用。现有的的生产方式主要包括三大类：酸水解法、酶水解法、微生物发酵法。由于传统工艺成本高，污染严重现在微生物发酵法作为主流的合成方法。本项目诣在构建一种GlcN产量与生长状况偶联的大肠杆菌菌株，并对其进行定向进化筛选，逐渐施加选择压力，最终筛选获得高产GlcN的大肠杆菌菌株。对工业高效生产GlcN提供新的思路和选择，除获得高产氨基葡萄糖菌株外，还可获得氨糖耐受菌株、碳代谢途径弱化的菌株、5-FU 耐受的菌株，对于生物进化及多样性的研究具有重大意义。
6.4-羟基-L-扁桃酸（HMA）合成菌株的定向进化（iDEC）： HMA是一种具有重要价值的天然产物。利用随机突变技术改变了对羟基苯甲酸的响应蛋白的底物结合口袋，使其能够响应HMA。并以此为基础，构建遗传电路实现大肠杆菌生长与HMA合成的相关性，实现高产HMA大肠杆菌的定向进化。