iSynBio造物聯(lián)合合成生物學創(chuàng)新大賽推出《大賽項目揭秘專題》，本期為第四期，嘉賓為湖北大學B409-G.O.A.T團隊，參賽項目為CL7-Taq——少年意氣江湖夢。

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項目背景

我是Taq DNA聚合酶，A型DNA聚合酶家族的一員。我們的祖先Taq DNA聚合酶是第一個應用到PCR中的耐熱DNA聚合酶，也由此開啟了自動化PCR時代，使得PCR技術得以發(fā)揚光大，運用在更加廣闊的天地。我們的使命便是傳承這一技術，不負先輩的期望。但是新的DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)撼動了我們的地位，比如具有更高保真性的Pfu聚合酶，同時具有RNA聚合酶活性的Tth DNA聚合酶等等。于是懷著想要守住TaqDNA聚合酶家族榮耀的決心，我們家族不斷改變自我，變得更強。

我們家族以來一直都有幾大弱點，族人們都努力想要去克服，也有許多成員通過努力變得強大了。其中有一些學會了縮骨功，更好地適應狹小的空間（結構域重組）；有一些結識了同伴，一起闖蕩天涯，取長補短（不同聚合酶混合使用）；一些通過量身設計的定向改造獲得新生（定向進化得突變體），拓寬了Taq酶的應用范圍，應用于qPCR，Sanger測序，TA克隆等領域。他們都為我的強大之路提供了很好的經驗。

但是我深知盲目努力是致命的，而看清自己的弱點，對癥下藥，才是變強路上高效的第一步，因而，我放緩了腳步，先開始審視自身的不足：

?不夠強壯，在對抗90°C以上高溫時，半衰期明顯縮短；

?3'→5'的外切酶校正功能的缺失，導致我遇到困難模板擴增時，經常比較茫然，錯誤率較高；

?對施展武功的環(huán)境要求嚴苛，很容易受到PCR抑制劑的干擾，導致功力全失。    

“這么多弱點，我應該從哪一點開始克服好呢？”看著眼前的弱點清單，我暗自發(fā)愁。許是上天看出了我的苦惱，就在我苦苦思索之時一位身穿白衣帶著白手套的神秘人，似不經意間般，丟下了一本小冊子?！芭尽钡囊宦曇粢鹞业淖⒁猓詾槭歉呷瞬恍⌒穆湎碌?，拾起便想追去歸還，但四下張望神秘人早已不見了蹤影，而小冊子上赫然寫著《CL7神功》。

項目技術線路

“神功？CL7？這是個啥？”看著這個只有幾頁的小冊子，端詳許久，終于在好奇心的驅使下，我翻開了它。

只見第一頁印著幾個大字：“CL7—牢固結合DNA，穩(wěn)穩(wěn)的。”

“哦？好厲害的樣子，以前從未聽說過呢！仿佛有點道理，或許，這就是我的成神之路！?！庇谑俏移炔患按耐蠓艘豁摚诙摲路鹗莻€練功圖（流程圖），看上很簡單的樣子。

流程圖

看著眼前貌似不是很復雜的流程圖，我信心滿滿，依葫蘆畫瓢照著這個功法圖練了起來，是先練右邊那一招呢（Cl7放C-端）還是先練左邊那一招呢（Cl7放N-端）花了好久的時間，從夏末練到了初冬，但是功力并未見長。我一度想要放棄，“不行，我不能就這么輕易地放棄，一定是我忽略了什么，我要多試幾遍才成，”我在心中給自己加油鼓氣的想。

主要成果 

不知又過了多久，一股丹藥（Buffer）的清香飄過我的鼻尖，“?！狈路鹩惺裁礀|西打破了我身體的某種枷鎖，我好像悟了。站在樹下的靜靜地看著周圍的一切仿佛什么都沒有變，但又好像變了。重新來到DNA擴增的階梯，我打算試試身手，不試不知道，一試，我心中更有數了。只見我：

?行走如風：更快——CL7-Taq DNA聚合酶延伸速率比Taq DNA聚合酶更快，約4kb/min；

?心細如發(fā)：更高——CL7-Taq DNA聚合酶對模板的靈敏度更高，提高了100倍，可以檢測到1×10-7 ng/μL （1×103 aM）的模板。CL7-Taq酶的熱穩(wěn)定性也更高了。

?堅不可摧：更強——CL7-Taq DNA聚合酶對于常見的PCR抑制劑肝素、乳鐵蛋白、血液、還有鹽離子等，耐受性顯著提高，對肝素的耐受最高可達到14 μg/μL，對乳鐵蛋白的耐受性是3.5 μg/μL，血液的耐受為4%。     至此，我打通任督二脈，在醫(yī)學臨床診斷，基因分型、DNA測序等領域都嶄露頭角。比如 在對小鼠尾間組織進行基因分型的實驗中，只需在裂解液中加熱2min我便可以擴增出目的基因組片段；用小鼠血液作為模板，在稀釋10倍的溶液中我也可很好地完成任務，無需破碎等提純等操作，極大地縮短了檢驗時間，而這一點便是讓我感到極具使命感和成就感的一點：

現(xiàn)階段，和日益變強的新冠病毒大Boss的戰(zhàn)斗刻不容緩，疫情防控保衛(wèi)戰(zhàn)更是非同小可，間不容發(fā)。作為新冠檢測中認可度最高的qPCR技術中重要的一份子，我們Taq酶家族利用5’→3’的外切神功，釋放分子信標5’端的熒光報告基團告訴人們新冠來了，快做好防御，準備戰(zhàn)斗！

但我知道，這遠遠不夠。

在與新冠病毒的抗爭中，我們只有變得更快，更強，更靈敏，更準確，才能揪出潛伏在人類小伙伴身邊伺機作亂的千變萬化、詭計多端的病毒，為伙伴們構筑出一道更加堅固的健康防線。

項目完整內容（Wiki網頁）http://www.synbiochallenges.com/wiki/2021/B409_G.O.A.T/index.html

關于我們

我們是來自湖北大學的B409-G.O.A.T

B409-G.O.A.T團隊由四位經驗豐富的老師：羅靜雯、王飛、陳晚蘋、翟超，一群積極好學的本科生：朱沁靈、毛思源、榮譽、尹春蔻、魯登科、熊星辰、付紫洋和吳雨桐，以及嚴謹的研究生周思晗組成。雖來自不同專業(yè)，但小伙伴們各司其職，各揚所長，在老師和師兄師姐的悉心指導下，共同合作完成項目。在這里，大家收獲的不僅是基本重要的實驗技能，耐心認真的科學素養(yǎng)，更結識了對科研充滿好奇心，對學術保持敬畏心，對實驗堅持嚴謹心的小伙伴們和前輩們，在一次次的溝通交流與協(xié)調中，懂得了合作與堅持的重要性。

羅靜雯

指導老師：

羅靜雯

博士，副教授，碩士生導師

研究方向：藥劑學，靶向藥物傳遞系統(tǒng)設計，緩控釋給藥系統(tǒng)研究

王飛

指導老師：

王飛

博士，講師

研究方向：合成生物學，綠色生物制造，基因工程，新型可編程核酸酶的挖掘與應用研究 社會兼職：湖北省生物工程學會會員

陳晚蘋

指導老師：

陳晚蘋

實驗師

研究方向：基因工程、分子酶工程、合成生物學

翟超

指導老師：

翟超

副教授，碩士生導師 研究領域：生化和分子生物學

合成生物學是生命科學領域一門新興的前沿交叉學科和典型的匯聚技術。它通過融合工程科學理念與生命科學原理及基于多學科的使能技術，設計合成新的或改造天然的生命系統(tǒng)，揭示生命規(guī)律、構筑新一代工程生物體系；被喻為“認識生命的鑰匙”（造物致知）、改變未來的顛覆性技術（造物致用）。

合成生物學創(chuàng)新大賽主要面向在校大學生以及在讀碩士研究生。本屆創(chuàng)新大賽包括醫(yī)療、農業(yè)、環(huán)境、制造、信息、基礎研究及創(chuàng)新應用等多個領域，鼓勵學生從興趣出發(fā)，探索合成生物學在不同領域的創(chuàng)新和應用。首屆創(chuàng)新大賽將于 2022 年 7月9-10日在深圳理工大學線下舉行。

大賽由中國生物工程學會合成生物學分會指導和主辦。大賽由二十多家高校和研究所共同發(fā)起。大賽的共同承辦單位是中國科學院深圳理工大學（籌）合成生物學院、中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所、深圳合成生物學創(chuàng)新研究院、深圳市合成生物學協(xié)會、 深圳市工程生物產業(yè)創(chuàng)新中心、DeepTech。

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網址: 合成生物學創(chuàng)新大賽之湖北大學戰(zhàn)隊: CL7 http://www.u1s5d6.cn/newsview473778.html