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中学生搞科研 顶级赛事夺奖

2019年11月28日 12:24   来源:广州日报   苏赞、吴阳煜

  近日,记者了解到,广东实验中学队和广州中学生联合队在2019国际遗传工程机器大赛中崭露头角,演示了他们经过将近一年时间研究的科研课题,斩获了全球中学组团体金奖和铜奖,广东实验中学队还获最佳演讲提名。

  担任广东实验中学队社会实践组组长的高中生阮可告诉记者,他们的科研成果将植物细胞工程与合成生物学相结合,利用合成生物学技术为原生质体系统中的红景天苷提供可持续和有效的途径,在中药西化领域有较大的意义。

  文/广州日报全媒体记者苏赞、吴阳煜

  图/通讯员提供

  科研没有捷径走

  广东实验中学队和广州中学生联合队指导老师苗老师告诉记者,国际遗传工程机器大赛其实是合成生物学领域最高级别的国际性学术竞赛,旨在培养大、中学生的想象力、创造力和社交能力,激发大、中学生对生命科学探究的热情和团队协作精神。

  “整个课题,都需要学生亲自动手和动脑,没有一点捷径可走。”苗老师说,这群学生早在正式报名前,就知道得花近一年的时间投入其中,像一个科研者一样经历试错、忍耐、探索和黑暗中寻光。

  每个周末,将时间腾出来,这群学生便到达一个小小的课室里,针对国际遗传工程机器大赛要求的综合素质进行包括生化实验、数学建模、软件编程、社会实践、艺术设计五大版块的攻坚。其间,这群学生渐渐地走进了课本之外更高阶的数学、物理学、化学、生物学、医学、工程学、信息学、经济学、管理学、法学和艺术设计等诸多学科的大千世界。

  中学生也能做科研

  在这一过程中,广东实验中学队的学生将课题方向锁定在中药西化领域——将植物细胞工程与合成生物学相结合,尝试利用合成生物学技术为原生质体系统中的红景天苷提供可持续和有效的途径。研究目的是降低大量生产红景天苷的成本。

  红景天苷作为红景天这一名贵中药药材产生药效的主要成分,不仅是重要的生物制药原料,形成规模后还可将红景天苷的基因转到大米、蔬菜等日常食品中,从而发展功能食品。一位学生解释道,这个项目要获得成功,就需要通过基因工程技术将产生红景天苷的基因转移到一种常见植物上。

  实验在2019年的暑期如期开展。实验室仿佛成了这群学生的第二个家。从克隆、大规模质粒提取、拟南芥原生质体的制备,到原生质体的转染、提取并检测原生质体中的红景天苷……有的环节往往一做就是一天,有时实验没有进展,只能不断地原地“徘徊”寻找问题所在。

  一天、两天、三天……这群学生从最初的好奇和新鲜感中走了出来,走进了科研的无尽地试错和探索中。苗老师回忆道,这群学生很有韧劲,不服输,遇到问题就会一起探寻答案。“对他们来说,如何使用精密仪器就是一项挑战,可他们最终还是适应了。”

  坚定对科研的热爱

  全球气候逐渐变暖,海洋生态环境恶化,珊瑚会在气温上升过程中发生白化的应激反应,进而死去。该如何挽救海里五彩斑斓的珊瑚礁,避免更大的海洋生物圈灾难?广州六中、二中、五中、执信、华附、韶实等学校中学生组成的广州中学生联合队则从和珊瑚有着共生关系的虫黄藻着手,在其他植物里找到关键基因,并成功完成体外表达,从而为缓解珊瑚白化提供合成生物学方面的理论基础。

  广州中学生联合队的队长钟铭希告诉记者,他们队伍要做的,就是在另一种植物里,找到一段负责消除过氧化物的基因。确定了课题,联合队的八位成员从今年三月份起,就开始着手阅读查找大量的中外相关研究文献。

  7月份起,同学们进入实验室。但下一个更大的挑战已在等着他们。由于在合成生物学领域有关珊瑚的研究课题很少,前人打下的基础比较薄弱,广州中学生联合队的实验进展在前期非常缓慢。按苗老师的话说,“最后结果是什么谁也不知道”,对于这群广州中学生而言,难度可想而知。

  “我们整个暑假基本每天都是泡在实验室里过的。每天就是早上过去,一直到晚上离开,还要将实验室复原,打扫干净。”钟铭希说,虽然他们在实验室验证猜想的过程很枯燥漫长,但他的内心的热情很旺盛,“我试过最晚十二点多才离开实验室,尽管很累,但感觉很充实,体验到做科研的快乐”。

  在同学们日夜奋战下,在今年10月,赶在组委会规定时间前,联合队成功完成这段含有关键基因的蛋白体外表达。谈及此次比赛结果,钟铭希说,大家原本都期望能拿银奖,所以都有些失落。但她认为,现在回过头看看,能够在赛场上认识这么多其他地区的参赛选手,看到别人的研究课题,这段经历最宝贵:“第一次熬夜做实验,第一次组建一个队伍分配、调控每个人的任务,包括在国外参赛的许多小细节,是我最大的收获。”


(责任编辑 :韩璐)

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