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二零二零年一月二十日

中大基因工程队伍设计「香蕉细菌性凋萎病」快速检测
在国际遗传工程机器设计竞赛夺得金奖



由香港中文大学(中大)跨学院本科生组成的基因工程队伍,早前在美国波士顿举行的国际遗传工程机器设计(International Genetically Engineered Machine,简称iGEM) 世界赛中第六度荣获金奖。他们的研究项目为「香蕉救星:细菌性凋萎病菌的快速检测」(Banana Savior: The X Sense),盼帮助非洲农夫和各国检疫部门及早发现该香蕉病菌以阻截其扩散。

香蕉是全球生产量及消耗量最高的生果之一。在一些热带地区例如非洲,香蕉(大蕉)更是当地人主要食粮。不过,近年非洲大蕉生产面临一种名为「香蕉细菌性凋萎病」(Banana Xanthomonas Wilt, BXW) 的威胁,它的病源为野油菜黄单胞菌。该病菌潜伏期可长达数个月,可透过空气、水及动物快速传播。因此,当蕉树发病逐渐枯萎时,细菌或已传遍四周,加上现时未有方法治理,所以最重要是在细菌潜伏期或发病初期检测到感染,及早采取控制措施,包括烧毁整片受感染的农田。于是中大基因工程队伍冀研发一套可携式和简单的测试系统,供农夫或边境检疫部门应对疾病威胁。

改造大肠杆菌作香蕉细菌信号「接收器」

黄单胞菌细胞之间的沟通主要是透过一些特殊化学分子,称为「扩散情讯号因子」(Diffusible Signal Factor, DSF)。中大团队透过改造大肠杆菌的基因,令改造后细菌能制造出侦测黄单胞菌病原的接收器蛋白,并建立一套信号传递系统。当侦测到黄单胞菌的DSF「信号」,大肠杆菌便会释放红色色蛋白,测试溶液就会变为红色,作为受感染的警告。

团队汲取了其他大学同类研究经验,改善大肠杆菌侦测信号时出现假阳性的情况,并提升其敏感度,意味即使细菌浓度较低,例如在感染初期,测试亦能得出阳性结果。基于有关研究,队伍设计一款试剂并于实验中证明其效用。

参与研究的12位学生分别来自生命科学学院、生物医学工程学系及生物医学学院,集理、工、医学背景。他们在研究过程中拜访不同专家及持份者,包括内地香蕉专家、医学及基因工程专家,以至负责检疫的人员,希望测试方法更迎合使用者的需要。他们亦需要在网页撰写报告、举办研讨会及海报展览等,并在波士顿大会上向评审介绍其研究成果,最终获评审小组认可其水平达到世界级。

基因工程团队的指导教授之一、中大生命科学学院副教授陈廷峰教授表示:「千里之行,始于足下。同学在研究前的准备工作已十分投入,资料搜集充足,亦特意前往广东省农业科学院向专家讨教,以了解香蕉种植行业所面对的感染威胁。虽然过程中他们遇上重大挫折,准备工作要从头开始,但他们并无放弃,以毅力及创新思维克服一切挑战,值得嘉许。」

iGEM比赛简介

iGEM比赛为国际合成生物学界每年一度的盛事。iGEM由麻省理工学院于2004年创立,旨在促进学生在合成生物学的学习、交流与合作,以培养合成生物学人才。比赛队伍须利用基本且可交替的生物部件,设计及建立有效的生物系统。参赛作品水平超卓,有效推动解决医学、食品营养、能源及环境等方面难题的研究。

中大基因工程队伍第六度于国际遗传工程机器设计世界赛中获得金奖。
中大基因工程队伍第六度于国际遗传工程机器设计世界赛中获得金奖。