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“敦煌壁画作为世界文化瑰宝 ， 现在正面临着严重的、无法恢复的破坏 ， 与传统方法相比 ， 我们使用大肠杆菌来修复壁画更加精确、高效 ， 并且可以在一个相对较大的范围内实现壁画修复 。 ”近日 ， 深圳市育才中学Yucai_SZ团队以“用合成生物学的方式修复壁画（Restoring murals with bacteria）”项目 ， 摘得“2021年iGEM国际银奖” 。
这个奖项有多牛呢？记者了解到 ， 国际遗传工程机器竞赛 (iGEM) 是生命科学领域全世界规模最大、学术影响力最高的国际赛事 ， 由美国麻省理工学院于2003年创办 ， 至今已成功举办18届 。 iGEM 以“合成生物学”为主题 ， 鼓励全世界有志于在生命科学领域开拓创新的年轻人 ， 设计完成合成生物学科研项目 ， 尝试解决世界面临的现实问题 。
他们大胆提出用合成生物学方式修复敦煌壁画
Yucai_SZ团队由8名队员组成 ， 分别是王睿（队长）、李梓华、李泽均、叶翀睿、王海心、白妍诺、朱子晴、聂一鸣 ， 可能他们是高中生参赛队伍里人数最少的 ， 但却一点都不影响他们的参赛热情 。
队长王睿介绍 ， Yucai_SZ的参赛项目是用合成生物学的方式修复壁画（Restoring murals with bacteria） 。 “敦煌壁画作为世界文化瑰宝 ， 现在正面临着严重的、无法恢复的破坏 ， 如掉色、磨甲等 。 然而 ， 根据我们的问卷调查结果显示 ， 近40%的受访者不知道现有的壁画修复方法 。 传统的壁画修复有三个步骤 ， 大约需要96小时 。 而我们使用大肠杆菌来修复壁画 。 与传统方法相比 ， 这一方法更加精确和高效 ， 并且可以在一个相对较大的范围内实现壁画修复 。 ”
李泽均在项目中主要负责实验相关内容 ， 他介绍 ， 整个系统由两个主要部分组成 ， 一个是光感受器质粒 ， 一个是功能质粒 。 “我们的光感受器系统由两个光控制元件组成 ， 所产生的T7RNAP受蓝光调节 ， 在有蓝光的情况下会有活性 ， 在没有蓝光的情况下会失活 。 第二个功能质粒由一个CsgA-Mfp3S-pep融合蛋白与一个颜色蛋白组成 。 该融合蛋白允许宿主锚定在固体表面形成生物膜 ， 并吸附钙离子以形成矿化层 。 我们通过控制蓝光来控制具有特定形状的彩色生物膜的产生 。 ”
据介绍 ， 团队的整个实验有三个部分：融合蛋白表达系统实验 ， 光感受器系统实验 ， 以及共转表达 。 而在修复的过程则主要分为5个部分：首先 ， 要将含有细菌的生物膜转变为凝胶 ， 并将其混合到水凝胶中；然后 ， 将整个水凝胶贴在墙上；第三步 ， 则是在生物膜形成后喷洒SBF ， 并等待矿化；待矿化完成后 ， 将水凝胶掀开；最终 ， 干燥并杀死剩余的细菌 。
实验原理流程图
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