授课语言

中文

当前课程费用

23,930

位置

上海

X ACADEMY
全球开拓者峰会
-


2024.07.25 - 08.07

主修课 X-Core

基因与分子生物工程

Genetic and Molecular Bioengineering

COURSE INTRO

课程简介 01

COURSE INTRO

课程简介 01

从历史上的克隆绵羊多利、拯救一型糖尿病人的胰岛素,再到 2022 年首例存活了两个月的猪心移植病人,基因工程的技术像是一支改写了自然规律的神奇之笔。随着 DNA 片段合成与测序技术的完善,生命的编码能被我们利用起来去探索甚至实现更多未知的可能:合成可降解塑料、抑制肿瘤生长、减少温室气体等。同时,基因与分子生物作为生物学实验的基础,也是去完成复杂实验所需要的必备技能。

「BioX 基因与分子生物工程」将涵盖从基础生物大分子到遗传信息的传递等内容,并深入讲解基因表达与调控等前沿领域的工作进展。在实验部分,探索者将习得基础实验技能,亲自动手改造基因线路,对工程菌的代谢通路进行调整,使其更好地完成任务。除此之外,大家还将了解其他控制生物系统的方法,如学习如何建立数学模型预测系统行为。

从历史上的克隆绵羊多利、拯救一型糖尿病人的胰岛素,再到 2022 年首例存活了两个月的猪心移植病人,基因工程的技术像是一支改写了自然规律的神奇之笔。随着 DNA 片段合成与测序技术的完善,生命的编码能被我们利用起来去探索甚至实现更多未知的可能:合成可降解塑料、抑制肿瘤生长、减少温室气体等。同时,基因与分子生物作为生物学实验的基础,也是去完成复杂实验所需要的必备技能。

「BioX 基因与分子生物工程」将涵盖从基础生物大分子到遗传信息的传递等内容,并深入讲解基因表达与调控等前沿领域的工作进展。在实验部分,探索者将习得基础实验技能,亲自动手改造基因线路,对工程菌的代谢通路进行调整,使其更好地完成任务。除此之外,大家还将了解其他控制生物系统的方法,如学习如何建立数学模型预测系统行为。

COURSE OUTCOME

课程产出 02

COURSE OUTCOME

课程产出 02

课程结束时,你将有机会运用所学,完成一种类型的产出,例如:

  • 进行一次分子生物学科研全流程,包括课题选择、实验设计、结果分析、海报制作,并最终完成一篇研究论文或 Research Proposal,用以解决真实的生物学问题为未来的学术研究打好基础

  • 一个解决分子生物问题的游戏、软件等,探索基因与分子生物工程与其他领域跨界融合并应用的可能


*最终产出的类型与内容,以探索者在参与顶点项目 X-Capstone 后的成品为准

课程结束时,你将有机会运用所学,完成一种类型的产出,例如:

  • 进行一次分子生物学科研全流程,包括课题选择、实验设计、结果分析、海报制作,并最终完成一篇研究论文或 Research Proposal,用以解决真实的生物学问题为未来的学术研究打好基础

  • 一个解决分子生物问题的游戏、软件等,探索基因与分子生物工程与其他领域跨界融合并应用的可能


*最终产出的类型与内容,以探索者在参与顶点项目 X-Capstone 后的成品为准

COURSE CONTENTS

课程内容 03

COURSE CONTENTS

课程内容 03

01 生物大分子与酶的基本知识

理论:学习生物大分子:核酸、蛋白质、脂质和糖类的结构、功能及其在细胞代谢中的作用,理解它们如何共同支撑着生命的复杂机制。


02 中心法则

理论:中心法则即 DNA 通过 RNA 到蛋白质的信息流动路径。课程中将了解遗传信息的复制、转录和翻译过程,探究这一法则如何决定了细胞功能和生物多样性的基础。


03 分子克隆技术与基因编辑技术

理论:学习如何在实验室中复制和修改 DNA 序列,了解这些技术的原理、应用以及它们是如何推动了生命科学研究和生物医药领域的创新发展。

实验:基因克隆与质粒构建


04 微生物宿主、基因调控、基因克隆与表达

理论:深入探讨微生物宿主在基因工程中的应用。包括如何选择合适的微生物宿主,实施基因操作;以及如何通过调控表达系统来优化蛋白质生产,为生物技术和生物制药领域的研究和开发奠定基础。

实验:大肠杆菌培养、表达与表征


05 无细胞基因表达体系的构建及应用

理论:根据导师的专业特长,探索基因工程中的前沿研究 —— 无细胞基因表达。了解其体系的原理、构建及其在生物研究中的广泛应用。同时也将学习如何应用这些体系进行高效蛋白质生产。

实验:无细胞系统的基因表达与表征

01 生物大分子与酶的基本知识

理论:学习生物大分子:核酸、蛋白质、脂质和糖类的结构、功能及其在细胞代谢中的作用,理解它们如何共同支撑着生命的复杂机制。


02 中心法则

理论:中心法则即 DNA 通过 RNA 到蛋白质的信息流动路径。课程中将了解遗传信息的复制、转录和翻译过程,探究这一法则如何决定了细胞功能和生物多样性的基础。


03 分子克隆技术与基因编辑技术

理论:学习如何在实验室中复制和修改 DNA 序列,了解这些技术的原理、应用以及它们是如何推动了生命科学研究和生物医药领域的创新发展。

实验:基因克隆与质粒构建


04 微生物宿主、基因调控、基因克隆与表达

理论:深入探讨微生物宿主在基因工程中的应用。包括如何选择合适的微生物宿主,实施基因操作;以及如何通过调控表达系统来优化蛋白质生产,为生物技术和生物制药领域的研究和开发奠定基础。

实验:大肠杆菌培养、表达与表征


05 无细胞基因表达体系的构建及应用

理论:根据导师的专业特长,探索基因工程中的前沿研究 —— 无细胞基因表达。了解其体系的原理、构建及其在生物研究中的广泛应用。同时也将学习如何应用这些体系进行高效蛋白质生产。

实验:无细胞系统的基因表达与表征

PREREQUISITES

前置要求 04

PREREQUISITES

前置要求 04

需要高中生物、化学基础,对分子生物学与合成生物学感兴趣,需能独立阅读英文文献。


*预习阶段导师与学术领袖将帮助你完成前置要求的学习

需要高中生物、化学基础,对分子生物学与合成生物学感兴趣,需能独立阅读英文文献。


*预习阶段导师与学术领袖将帮助你完成前置要求的学习

"XA 给我自己带来了什么, CS 素养的提高自是不必说,我更感谢的是,能让我遇到最顶尖最优秀的一批同龄人。我见到了活生生的 MIT,CIT 学生,请教了无所不能 debug 的助教,也收获了一堆桌游好友。或许说自己的梦想是改变世界是会被人笑话的,但 XA 给了我把梦想化为现实的底气。

这条路好长,去的地方有诗和理想。昨天留下的一滩泪和汗,造就现在的我越倔强越勇敢。这是 XA 带给我教会我的:我们永远都还可以更勇敢一点。"

Haiyi Jin 探索者
复旦大学

"XA 给我自己带来了什么, CS 素养的提高自是不必说,我更感谢的是,能让我遇到最顶尖最优秀的一批同龄人。我见到了活生生的 MIT,CIT 学生,请教了无所不能 debug 的助教,也收获了一堆桌游好友。或许说自己的梦想是改变世界是会被人笑话的,但 XA 给了我把梦想化为现实的底气。

这条路好长,去的地方有诗和理想。昨天留下的一滩泪和汗,造就现在的我越倔强越勇敢。这是 XA 带给我教会我的:我们永远都还可以更勇敢一点。"



Haiyi Jin 探索者
复旦大学

"XA 给我自己带来了什么, CS 素养的提高自是不必说,我更感谢的是,能让我遇到最顶尖最优秀的一批同龄人。我见到了活生生的 MIT,CIT 学生,请教了无所不能 debug 的助教,也收获了一堆桌游好友。或许说自己的梦想是改变世界是会被人笑话的,但 XA 给了我把梦想化为现实的底气。

这条路好长,去的地方有诗和理想。昨天留下的一滩泪和汗,造就现在的我越倔强越勇敢。这是 XA 带给我教会我的:我们永远都还可以更勇敢一点。"

Haiyi Jin 探索者
复旦大学

MENTORS

课程导师 05

MENTORS

课程导师 05

李健 Jian Li

2023 - 2024 学术助教

上海科技大学助理教授、研究员、博士生导师

美国西北大学博士后、德国柏林工业大学博士


主要研究方向为无细胞合成生物学,已在 Advanced Science, Nucleic Acids Research, ACS Catalysis, ACS Synthetic Biology, Metabolic Engineering 等国际知名期刊发表 SCI 论文 50 余篇。2018 年获上海市“浦江人才计划(A类)”资助,2019 年 4 月起担任中国生物工程学会青年工作委员会委员,2022 年 3 月起担任《Frontiers in Natural Products》杂志副主编。

李健 Jian Li

2023 - 2024 学术助教

上海科技大学助理教授、研究员、博士生导师

美国西北大学博士后、德国柏林工业大学博士


主要研究方向为无细胞合成生物学,已在 Advanced Science, Nucleic Acids Research, ACS Catalysis, ACS Synthetic Biology, Metabolic Engineering 等国际知名期刊发表 SCI 论文 50 余篇。2018 年获上海市“浦江人才计划(A类)”资助,2019 年 4 月起担任中国生物工程学会青年工作委员会委员,2022 年 3 月起担任《Frontiers in Natural Products》杂志副主编。

ACADEMIC LEADS

课程助教 06

ACADEMIC LEADS

课程助教 06

丁元枨 Yuancheng

2021 - 2024 学术助教

剑桥大学 合成生物学博士生

研究方向包含蛋白工程与基因线路设计,当前正参与开发用于优化定向进化库的无细胞系统。曾担任湿实验队长代表帝国理工参加 2022 国际基因工程机器大赛「iGEM」研究新型真菌感染防治剂以预防与治疗植物真菌感染,获得全球 Top10 Award 和多个单项奖提名。曾参与 CRISPR/Cas12a 新冠核酸检测试剂盒的开发。


唐泽宇 Zeyu

2020、2024 学术助教

康奈尔大学 计算生物博士生

研究方向包含单细胞测序,空间组学。曾在斯坦福大学做研究助理,开发分析多组学数据的工具包。曾获得 2018 年国际基因工程机器大赛「iGEM」金奖以及英国奥林匹克生物竞赛「BBO」金牌。本科期间主要从事 AI in Healthcare 的研究,有多篇论文发表。


齐傲 Ao Qi

2024 学术助教

西湖大学 生物学博士生

研究方向为单分子生物物理学,在西湖大学细胞生物学实验室利用多种力学与光学手段对DNA的复制过程进行研究。曾获得 2023 年国际基因工程机器大赛 「iGEM」金奖、全球青年人才 72 小时创新极限挑战冠军。曾在北京大学、清华大学进行生物物理学相关实习与研究。目前 1 篇论文已投稿至 Autophagy 。特长为播音与主持艺术,在该领域多次获得国际级、省级奖项。



刘若宸 Ruocheng

2024 学术助教

多伦多大学 生物学本科


研究方向包括代谢工程,生物发酵反应,专注于通过基因编辑手段改造工程酵母并使其吸收单碳分子。连续参加本科四年国际基因工程机器大赛「iGEM」,在 2023 年担任湿实验队长获得金奖以及多项提名。创建加拿大合成生物学普及教育团队「SynPEC」,并且开展分子克隆,基因编辑等专业技术夏令营。

丁元枨 Yuancheng

2021 - 2024 学术助教

剑桥大学 合成生物学博士生

研究方向包含蛋白工程与基因线路设计,当前正参与开发用于优化定向进化库的无细胞系统。曾担任湿实验队长代表帝国理工参加 2022 国际基因工程机器大赛「iGEM」研究新型真菌感染防治剂以预防与治疗植物真菌感染,获得全球 Top10 Award 和多个单项奖提名。曾参与 CRISPR/Cas12a 新冠核酸检测试剂盒的开发。


唐泽宇 Zeyu

2020、2024 学术助教

康奈尔大学 计算生物博士生

研究方向包含单细胞测序,空间组学。曾在斯坦福大学做研究助理,开发分析多组学数据的工具包。曾获得 2018 年国际基因工程机器大赛「iGEM」金奖以及英国奥林匹克生物竞赛「BBO」金牌。本科期间主要从事 AI in Healthcare 的研究,有多篇论文发表。


齐傲 Ao Qi

2024 学术助教

西湖大学 生物学博士生

研究方向为单分子生物物理学,在西湖大学细胞生物学实验室利用多种力学与光学手段对DNA的复制过程进行研究。曾获得 2023 年国际基因工程机器大赛 「iGEM」金奖、全球青年人才 72 小时创新极限挑战冠军。曾在北京大学、清华大学进行生物物理学相关实习与研究。目前 1 篇论文已投稿至 Autophagy 。特长为播音与主持艺术,在该领域多次获得国际级、省级奖项。



刘若宸 Ruocheng

2024 学术助教

多伦多大学 生物学本科


研究方向包括代谢工程,生物发酵反应,专注于通过基因编辑手段改造工程酵母并使其吸收单碳分子。连续参加本科四年国际基因工程机器大赛「iGEM」,在 2023 年担任湿实验队长获得金奖以及多项提名。创建加拿大合成生物学普及教育团队「SynPEC」,并且开展分子克隆,基因编辑等专业技术夏令营。

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2024.07.25 - 08.06

位置

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常见问题 FAQ

主修课师生比怎么样?

在每一年的 X ACADEMY 暑期项目中,导师 + 助教与探索者数量的比例为 1 : 5,每门课程将会有 1 - 2 名导师及 2 - 5 位课程助教(学术领袖),相比于传统的大班课,你将得到更为充足的交流和学习机会。

听说 X ACADEMY 的主修课非常硬核,开课时会不会跟不上?

在 X ACADEMY 我只能学习一门主修课程吗?

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OUR CIVILIZATION WAS BUILT ON TECHNOLOGY. OUR CIVILIZATION IS BUILT ON TECHNOLOGY. TECHNOLOGY IS THE GLORY OF HUMAN AMBITION AND ACHIEVEMENT, THE SPEARHEAD OF PROGRESS, AND THE REALIZATION OF OUR POTENTIAL. FOR HUNDREDS OF YEARS, WE PROPERLY GLORIFIED THIS – UNTIL RECENTLY. WE, AT X ACADEMY, ARE HERE TO REVITALIZE THAT SPIRIT. TO US, THE FUTURE IS A CANVAS OF VAST POSSIBILITY, PAINTED WITH THE BRUSHES OF INNOVATION, CREATIVITY, AND OPTIMISM. WE BELIEVE IN A FUTURE WHERE TECHNOLOGY CONTINUES TO BE THE BACKBONE OF ADVANCEMENT, NOT JUST IN MATERIAL TERMS BUT AS A MEANS TO ELEVATE HUMAN EXPERIENCE AND CONSCIOUSNESS. WE ARE THE FUTURE OPTIMISTS, THE DREAMERS, THE MAKERS, AND THE DOERS. WE STAND READY TO COLLABORATE, TO INNOVATE, AND TO BUILD A BETTER TOMORROW WITH YOU. JOIN US, AS WE EMBARK ON THIS JOURNEY TO IGNITE THE FLAMES OF PROGRESS AND TO CHERISH THE TECHNOLOGY THAT MAKES IT POSSIBLE. IT IS TIME, ONCE AGAIN, TO RAISE THE TECHNOLOGY FLAG. IT IS TIME TO BE TECHNO-OPTIMISTS. WITH X ACADEMY, LET'S BUILD A BRIGHTER FUTURE TOGETHER.

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