合成生物学科研课题：酵母CRISPR基因编辑研究与应用

生物医学结合了生物学和医学领域，关注动物和人类的健康。作为一名生物医学专业的学生，将学习生化和生理功能、解剖和组织结构、流行病学和药理学，学习如何保持和促进人类和动物的健康与营养、疾病和免疫学的基础知识。虽然获得学位的学生可以从事许多职业，但更多学生选择在专业学院或研究生院继续深造。

申请生物医学专业什么背景最受名校青睐？

以约翰霍普金斯大学为例，申请该校生物医学硕士，需要正规大学本科毕业，并获得学士学位。申请人需要有医学、生物学、化学等理工科背景，GPA一般不低于3.5，需要提交GRE成绩，不低于320分。语言方面，托福100分，雅思7.0分。

机构针对想申请生物医学/遗传学/合成生物学等热门专业的同学，专门开设了适用于升学党的背景提升科研项目，参与研究前沿课题，让学生不仅可以获得申请所需相关学术经验，还可以积累一段言之有物的实战经历，增强名校申请竞争力！

🏫课题名称：合成生物学课题：酵母CRISPR基因编辑研究与应用

📆面授科研开始时间：2024.01.29-02.04

📚涉及专业：生物医学、遗传学、合成生物学

👫招生对象：9年级以上在校学生（仅限6人报名）

📍项目地点：广州

科研要点：合成生物学各个方向的研究日益活跃，对生物学领域研究的支撑作用日益突出，充分表现出合成生物学的强大创新力。从DNA双螺旋结构的发现与遗传中心法则的阐明开始，到大规模测序技术推动下越来越多基因组遗传信息的解读，人们对生物功能与基因和基因组关系的理解逐渐深刻。合成生物学具有生物制造的属性。

生物制造经历了两次革命。第一次发生在20世纪50−60年代，通过大规模发酵，使抗生素、氨基酸、维生素等药品、食品和营养品实现工业化生产，我们今天称之为传统生物技术。第二次发生在20世纪80年代，分子遗传学的发展导致产生了基因操作技术，通过基因克隆、表达、修饰或转移，实现了各种高附加值的生物制品生产。

近年来，伴随CRISPR等基因组编辑技术的不断革新，以及同样快速发展的大数据、人工智能和机器人技术等，合成生物学的前景变得越来越明确，合成生物学的产业化发展迎来一个爆发期。

本课题中，学生将在教授的引导下，通过分子克隆、异源蛋白的表达大模块理论和实验学习，向学生介绍异源蛋白在大肠杆菌细胞中表达的整个流程。引导学生探究基因异源表达的方法与鉴定过程。培养学生的创新科学思维与实践操作能力，学习如何举一反三，对简单的实验方案进行思考，合理设计方案。掌握实验操作的同时，理解科学研究的严谨性与规范性，完成规范的实验报告书写。

适合人群：

✅ 对生物医学、遗传学、合成生物学等感兴趣的学生

✅ 未来希望在生物医学专业发展的学生

✅ 想要学习论文写作，锻炼学术语言的使用及提升学术能力的学生

✅ 有意愿从事科研实践，产出学术科研报告和论文成果的学生

✅ 希望在该领域深入研究，培养学术思维，提升学术背景软实力的学生

项目安排：

1 项目周期：

37课时科研先导课+线下一周进实验室

2 课题大纲：

重组载体的构建：学习分子克隆的基本操作及每一步的原理，掌握重组载体构建的流程及操作的注意事项。

异源蛋白的表达：学习如何培养大肠杆菌细胞，学习重组质粒在大肠杆菌细胞中表达的流程及原理。

3 课程安排：

第一天

上午：理论知识学习：基于CRISPR/Cas9技术于酿酒酵母基因组整合荧光蛋白。实验室安全教育实验室参观与分组

下午：基本操作实践：Snapgene和oligo软件的使用，引物设计；目的基因的PCR扩增；琼脂糖凝胶电泳的检测；DNA片段的纯化和浓度测定。

晚上：当天实验报告撰写（原理、材料、方法、步骤）；完成论文研究背景部分撰写。

第二天

上午：基本操作实践：培养基配置；培养基的灭菌；培养基配置与灭菌的理论知识补充与扩展。理论知识学习：培养基配置与灭菌的理论知识补充与扩展。

下午：基本操作实践：培养基倒板；Gibson组装构建表达载体；重组载体转化大肠杆菌。

晚上：当天实验报告撰写（原理、材料、方法、步骤）；完成论文研究背景部分撰写。

第三天

上午：基本操作实践：转化子数目的统计与划patch板。

下午：基本操作实践：菌落PCR鉴定阳性克隆；琼脂糖凝胶电泳检测；大肠杆菌的接种操作。

晚上：当天实验报告撰写（原理、材料、方法、步骤）；完成论文项目方案部分撰写。

第四天

上午：基本操作实践：质粒提取；质粒的双酶切的验证。

下午：基本操作实践：琼脂糖凝胶电泳的检测；Donor DNA的扩增、酵母细胞的接种；DNA片段的纯化和浓度测定。

晚上：当天实验报告撰写（原理、材料、方法、步骤） 完成论文总结部分撰写。

第五天

上午：基本操作实践：CRISPR-Cas9技术中，gRNA靶点的设计；质粒测序结果的比对；酵母细胞的转接。

下午：基本操作实践：酿酒酵母感受态细胞的制备；gRNA质粒与Donor DNA质粒共转化；转化酵母细胞的涂板。

晚上：当天实验报告撰写（原理、材料、方法、步骤） 完成论文参考文献部分撰写。

第六天

上午：实验流程的回顾；实验原理回溯。

下午：实验失败案例总结；文献的阅读与论文的撰写。

晚上：完成论文修改 完成汇报PPT制作。

第七天

上午：基本操作实践：观察“荧光”酵母的转化数目与形态；“荧光”酵母的荧光强度测定。

总结汇报：通过教授与学生的互动，了解学生学习效果。学生的最终Presentation和讨论，教授作针对性的点评，教授总结、讲评。

项目产出：

● 产出实验报告/科研论文，优秀作品可获国内外期刊发表

● 与教授亲密接触，获得其实名推荐信，教授特别认可的学生可获得网推机会

● 获得由教授签发的项目证书

● 项目报告

助力申请：

参加科研项目之前：履历上没有深度经历

🈶科研项目之后：丰富履历，提高升学、求职成功概率

参加科研项目之前：申请文书陈词滥调

🈶科研项目之后：积累高含金量文书素材，打造个性化申请故事，展现背景软实力

参加科研项目之前：适应不了名校学习节奏

🈶科研项目之后：夯实基础，以丰富的经验和前沿的思维快人一步

机构就业方向

生物医学是一个不断求新、充满活力的专业，学生不仅具备扎实的理论功底和较广的知识面，还会在日常学习生活中大量使用电脑，熟悉许多复杂高科技仪器的操作。

一方面，学生在毕业后可以继续研究并参与实验室科研工作，有广阔的研究方向可供其选择，如癌症、糖尿病、艾滋病等；也可以在深造之后进入教育领域，担任高等院校教师；当然还可以到医院相关的科室部门工作。

另一方面，毕业生还可以选择在生物医学类高新企业从事关于新药物、新的诊断治疗技术、新的医疗设备器械等的创新研发工作，或者凭借理论知识优势参与管理。目前我国对这方面的人才还有非常大的需求，尤其是高素质人才。

院校排名机构

1. 哈佛大学 United States

2. 麻省理工学院 United States

3. 斯坦福大学 United States

4. 牛津大学 United Kingdom

5. 剑桥大学 United Kingdom

6. 苏黎世联邦理工学院 Switzerland

7. 加州大学伯克利分校 United States

8. 伦敦大学学院 United Kingdom

9. 加州大学圣地亚哥分校 United States

10. 耶鲁大学 United States