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二零二零年一月二十日

中大基因工程隊伍設計「香蕉細菌性凋萎病」快速檢測
在國際遺傳工程機器設計競賽奪得金獎



由香港中文大學(中大)跨學院本科生組成的基因工程隊伍,早前在美國波士頓舉行的國際遺傳工程機器設計(International Genetically Engineered Machine,簡稱iGEM) 世界賽中第六度榮獲金獎。他們的研究項目為「香蕉救星:細菌性凋萎病菌的快速檢測」(Banana Savior: The X Sense),盼幫助非洲農夫和各國檢疫部門及早發現該香蕉病菌以阻截其擴散。

香蕉是全球生產量及消耗量最高的生果之一。在一些熱帶地區例如非洲,香蕉(大蕉)更是當地人主要食糧。不過,近年非洲大蕉生產面臨一種名為「香蕉細菌性凋萎病」(Banana Xanthomonas Wilt, BXW) 的威脅,它的病源為野油菜黃單胞菌。該病菌潛伏期可長達數個月,可透過空氣、水及動物快速傳播。因此,當蕉樹發病逐漸枯萎時,細菌或已傳遍四周,加上現時未有方法治理,所以最重要是在細菌潛伏期或發病初期檢測到感染,及早採取控制措施,包括燒毀整片受感染的農田。於是中大基因工程隊伍冀研發一套可攜式和簡單的測試系統,供農夫或邊境檢疫部門應對疾病威脅。

改造大腸桿菌作香蕉細菌信號「接收器」

黃單胞菌細胞之間的溝通主要是透過一些特殊化學分子,稱為「擴散情訊號因子」(Diffusible Signal Factor, DSF)。中大團隊透過改造大腸桿菌的基因,令改造後細菌能製造出偵測黃單胞菌病原的接收器蛋白,並建立一套信號傳遞系統。當偵測到黃單胞菌的DSF「信號」,大腸桿菌便會釋放紅色色蛋白,測試溶液就會變為紅色,作為受感染的警告。

團隊汲取了其他大學同類研究經驗,改善大腸桿菌偵測信號時出現假陽性的情況,並提升其敏感度,意味即使細菌濃度較低,例如在感染初期,測試亦能得出陽性結果。基於有關研究,隊伍設計一款試劑並於實驗中證明其效用。

參與研究的12位學生分別來自生命科學學院、生物醫學工程學系及生物醫學學院,集理、工、醫學背景。他們在研究過程中拜訪不同專家及持份者,包括內地香蕉專家、醫學及基因工程專家,以至負責檢疫的人員,希望測試方法更迎合使用者的需要。他們亦需要在網頁撰寫報告、舉辦研討會及海報展覽等,並在波士頓大會上向評審介紹其研究成果,最終獲評審小組認可其水平達到世界級。

基因工程團隊的指導教授之一、中大生命科學學院副教授陳廷峰教授表示:「千里之行,始於足下。同學在研究前的準備工作已十分投入,資料搜集充足,亦特意前往廣東省農業科學院向專家討教,以了解香蕉種植行業所面對的感染威脅。雖然過程中他們遇上重大挫折,準備工作要從頭開始,但他們並無放棄,以毅力及創新思維克服一切挑戰,值得嘉許。」

iGEM比賽簡介

iGEM比賽為國際合成生物學界每年一度的盛事。iGEM由麻省理工學院於2004年創立,旨在促進學生在合成生物學的學習、交流與合作,以培養合成生物學人才。比賽隊伍須利用基本且可交替的生物部件,設計及建立有效的生物系統。參賽作品水平超卓,有效推動解決醫學、食品營養、能源及環境等方面難題的硏究。

中大基因工程隊伍第六度於國際遺傳工程機器設計世界賽中獲得金獎。
中大基因工程隊伍第六度於國際遺傳工程機器設計世界賽中獲得金獎。

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