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iGEM:小强终结者

2018-10-29
iGEM:小强终结者

Team Name(队名):SZU-China

Schools(学校):ShenZhen University(深圳大学)

Country(国家):China(中国)

网址:http://2018.igem.org/Team:SZU-China


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蟑螂终结者

今年,我们设计了一种基于真菌绿僵菌(Metarhizium anisopliae)的蟑螂终结系统。它可以非常高效地感染蟑螂并最终导致死亡。我们的系统由三部分组成。首先,我们使用一种名为HsbA的疏水蛋白,它可以帮助我们的真菌更好地附着蟑螂。 其次,我们转移了Bbchit,它编码可以穿透蟑螂表面的几丁质酶。我们的转基因绿僵菌进入蟑螂的血淋巴后。转移的第三个基因MCL1将与绿僵菌表面的特异性抗原结合,使我们的系统“隐形”,可以避免免疫系统的检测。这使得我们的转基因绿僵菌能够极大地繁殖并最终导致蟑螂的死亡。 为了更好的应用,我们设计了一种含有可乳化粉末的设备。


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问题

蟑螂携带病原体和寄生虫是有害的。并且可以常见于温暖的潮湿区域。

所以今年SZU-China的iGEM 团队设计了基于真菌绿僵菌(Metarhizium anisopliae)的蟑螂终结者系统。


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原理

系统由三部分组成。分别是:HsbA,BbChit和MCL1基因。这三种基因在感染蟑螂期间依次起作用,分别促进粘附,渗透和免疫避免。


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模型

我们构建的传染病模型来评估我们产品的效率和统计模型帮助我们获得科学模拟实验的结果。


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应用

为了让我们的实验室工作尽快进入市场,我们设计的模型,包含我们的绿僵菌并且同时可以引诱蟑螂。这对消费者是便宜又方便使用的方式。


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人类实践

要弄清楚我们的项目是否是对世界有益,人类实践可以帮助我们获得更多反馈和社会需求。


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手机app

为了找到将公众与iGEM联系起来的关键,我们开发了一款全新的app,叫做 Applet,它提供及时反馈、参与感、归属感和团队推广。



详细版本

背景

蟑螂是最常见和令人讨厌的家庭害虫之一,它们藏在潮湿和不卫生的地方,如下水道、垃圾处理的地方、厨房和浴室,以人类和宠物的食物为食。除了其作为卫生条件差的标志的重要性之外,蟑螂还涉及几种致病生物的传播,如大肠杆菌和肠炎沙门氏菌,它们可引起腹泻、肺炎等。此外,随着时间的推移暴露于蟑螂粪便和死亡蟑螂的身体部位会引发过敏和哮喘。所以忽略这些害虫是不安全的。


当前解决方案

人们绞尽脑汁控制蟑螂。目前,有两种主流方法可以控制蟑螂的种群,物理和化学方法。然而,雾化器、硼酸和凝胶诱饵等化学方法可能会导致环境毒性和蟑螂的抗药性。一种物理方法,如“蟑螂屋”,只捕获几只蟑螂。无论是化学方法还是物理方法都无法实现环保和有效控制的目标。


我们的方案

今年的SZU-China团队希望通过使用合成生物学来解决蟑螂控制问题。我们选择一种虫媒真菌,绿僵菌(Metarhizium anisopliae)作为生物底盘。这种虫媒真菌,可感染200多种昆虫,其中大多数是害虫,包括蟑螂。其感染过程分为以下几个步骤:孢子附着 - 穿透体壁 - 体内定植 - 杀死宿主 - 重新孢子形成。它是一种天然杀虫剂,通过对其进行遗传改良,我们可以更好地利用它。它被认为在昆虫中引起疾病的安全和预期的选择。但它的杀伤力仍然需要提高,这限制了它的广泛使用。我们构建了一个增强其毒力的系统。我们的系统包含三个部分:HsbA,BbChit和MCL1。这三种基因在感染蟑螂期间依次起作用,分别促进粘附,渗透和免疫避免。

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然后,我们设计了一个名为GreenGround的陷阱盒,将我们的想法带入现实世界。我们将孢子、香蕉粉和油混合在一起形成可乳化的粉末,用于无纺布的使用。


自杀开关

我们为我们的系统建立了一个安全机制。它由色氨酸衰减剂和MazF毒液蛋白组成。在培养和蟑螂环境中,色氨酸减毒剂产生差异,在MazF之前停止翻译,然后真菌可以保持活力。如果真菌对我们上面提到的环境有所了解,那么色氨酸衰减器将无法工作,MazF表达会让它们快速死亡。


为了让我们的实验室尽快投入市场。我们设计的模型可以包含我们的绿僵菌Metarhizium anisopidae),可以同时诱蟑螂。它必须方便我们的客户使用,而不应该太昂贵。基于这些想法,我们设计了模型并在此过程中对其进行了改进。这是我们模型的演变历史。


第一代:

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Pic1

起初我们选择使用油溶液来容纳我们的绿僵菌Metarhizium anisopidae),并将它们放在图1中的C区。区域B是一个空心立方体,包含蟑螂的诱饵。它上面有透气孔,以确保诱饵的气味散去。盖子和身体结合后。它们将形成四个入口,如A一起,允许蟑螂进入。当蟑螂进入时,它们肯定会与C区的金龟子绿僵菌接触,这将杀死它们。并且蟑螂也可以通过接触它们而离开并感染其他蟑螂。


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Pic2

优点:

1.它由丙烯酸制成,使其价格便宜,重量轻。

2.当我们在实验室中测试时,上面的设计可以起作用。

缺点:

在重庆人类实践后。我们知道蟑螂很可能会爬上缓坡而不是那么高的入口。而且他们喜欢进入缝隙。所以我们决定改进我们的模型。



第二代:

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Pic3

在重庆人类实践中得到重要建议后,我们决定在非织造布上代替油溶液使用绿僵菌乳化粉。这些在设计模型时为我们提供了更多可能性。这次我们将诱饵与我们的绿僵菌混合可乳化的粉末,刷在无纺布上。之后我们把它放在Pic3上的C区。我们把盖子放在Pic3中的A(由五个磁铁立方体构成),这样它就会形成一个缝隙,让蟑螂通过Pic3上的缓坡B爬进去。还可以根据房屋中蟑螂的实际大小来提供或取出磁铁立方体来调整缝隙的高度。也可以在顶部和底部放置两个磁铁。

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Pic4

优点:

也是由丙烯酸制成,使其便宜又轻便。

完全符合蟑螂的生活习惯,使其比第一代更好。

3.客户可根据实际情况调整缝隙高度,使其更好地发挥作用。

缺点:

1.使用磁铁不够稳定。

2.丙烯酸有其自身的局限性。我们只能使用丙烯酸而不是360°斜坡制作斜坡的两侧。



所以我们不断改进它,这是最终的模型。

最新一代:


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Pic5

我们发现丙烯酸不再适合我们的需求。我们将材料改为聚丙烯。这使我们能够实现我们的新模型。

此次我们还将非洲金龟子绿僵菌Metarhizium anisopidae)可乳化粉末混合在无纺布上,并将它们放在pic5的A区。然后将盖子拧下,如Pic6所示通过气缸,形成可调节的裂缝。蟑螂可以在pic5上爬过斜坡B,并与金龟子绿僵菌Metarhizium anisopidae)接触, 导致死亡。


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pic6


优点:

1.完全符合蟑螂的生活习惯。

2.可调节的缝隙高度。

3.360°斜率使效率更高。

4.比第二代稳定得多。

缺点:

购买一些数量时有点贵。但我们会尽力找到合作制造商来做出这一改变。


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pic7



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团队照片
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