北师大iGEM团队BNU-China斩获四项国际荣誉

10月31日，国际基因工程机器大赛（iGEM, International Genetically Engineered Machine Competition）在法国巴黎落幕，北京师范大学BNU-China团队凭借V-CHARGEs创新项目（VLP-Coupled High-efficiency ATP Re-Generating Enzyme system，基于VLP的高效ATP再生酶系统）蝉联全球金牌，更以卓越的表现首次获得最佳生物制造项目（Best Biomanufacturing Porject），并荣获最佳生物元件集合奖（Best Part Collection）提名和最佳教育奖（Best Education）提名，刷新了北京师范大学在该项赛事中的历史最佳成绩。

iGEM金牌

最佳生物制造项目

最佳生物元件集合奖提名

最佳教育奖提名

今年BNU-China团队聚焦无细胞体系中ATP再生难、成本高的问题。多聚磷酸激酶Ⅱ（PPK2）以低成本的方式催化ATP再生反应，但是由于磷酸盐抑制问题难以广泛应用。团队创新地提出V-CHARGEs项目，将PPK2包裹于病毒样颗粒（VLP）内，以提高其对磷酸盐的耐受性，增加其工业应用价值。团队选取P22噬菌体来源的VLP，此VLP由脚手架蛋白（SP）和衣壳蛋白（CP）组成，且表面有2nm左右的孔隙。团队将一种PPK2蛋白——SlPPK与SP蛋白融合，借助VLP自组装的性质，达到将SlPPK封装的目的。在外侧CP蛋白上，借助SpyTag-SpyCatcher系统，连接上消耗ATP的酶，使得在局部存在ATP-ADP的循环，提高催化效率。

V-CHARGEs颗粒示意图

湿实验方面，团队提出“共表达体内组装-超速离心提纯”的方法获得V-CHARGEs颗粒，从磷酸盐抑制、低pH抑制、蛋白酶降解3个角度验证了该系统的功能，并且在外连接3组消耗ATP的酶实现荧光的产生以及5’-CMP、谷胱甘肽的生产。

项目实验结果概述

干实验方面，建模与湿实验、HP之间紧密结合。为研究VLP组装效果进行分子对接建模，为探究VLP封装对底物扩散的影响构建“随机游走+连续ODE”双模型，为研究邻近效应对催化效率的影响构建ATP驱动GSH合成的反应—扩散—电场耦合模型，为验证V-CHARGEs项目能在工业应用中降本增效构建经济学模型。

项目建模结果概述

在HP环节（Human Practices），团队通过与跨学科专家的多轮对话，锁定核心工业痛点，进而指导V-CHARGEs的设计。以近10年获奖项目数据为输入，训练出大型模型iGEM Navigator，助力提升合成生物学认知水平。紧扣联合国可持续发展目标4（优质教育），发起DATSTAR乡村教育项目，招募并培训100余名iGEM志愿者，在国内7个地区及印度尼西亚、老挝的2所教育机构开展60余节STEAM课程，累计授课超500小时，覆盖学生1000余人次。受邀参与《地球宪章》25周年纪念活动及中国—东盟教育交流周，并发布《中国—东盟STEAM教育联盟》倡议。

教育部分活动总览

2025年iGEM BNU-China团队由来自生命科学学院、人工智能学院、数学科学学院、教育学部的共28名成员组成。团队在张俊杰、杨冬、郝晓冉、董路、唐如春等多位老师的悉心指导下，历经近一年的设计、实验、分析、建模等工作，创造了佳绩，收获了宝贵的历练和成长。

2025 BNU-China队伍全员合影

iGEM 展板合影