上周,杭州第十四中學9位國際班的高二學生在美國參加國際基因機器設計大賽(簡稱IGEM),憑借參賽課題的獨特想法,拿到銀獎。他們的課題是《杭州石質文物的微生物清洗及礦化保護方法研究》,即用微生物方法來保護杭州的石質文物。
比賽由美國麻省理工學院創辦,是生物學領域的頂尖國際競賽。今年的參賽隊伍約有280支,隊員共計3000人左右,大都是來自歐美國家的名校大學生,今年首次允許中學生與大學生同臺競技。浙江大學代表隊獲得金獎。
杭州作為一個歷史名城,有不少文物。如何保護好它們?
高二男生駱俊成是隊長,他說這項比賽是生物基因的設計大賽,通過構建具有不同功能的基因的質粒,使細菌具有原先不具有的功能。他們的課題花了大半年時間,做背景調查,設計實驗。
同學們發現,杭州的石質文物以碳酸鈣為主,裸露在外的容易遭到酸雨的腐蝕,藏在洞里的則會因為去看的人多了,產生的二氧化碳,加上水,生成可溶性的碳酸氫鈣,因此石質文物表面就會溶解,雕像、壁畫等都會越來越模糊。就像莫高窟,每幾年都會關閉一些洞,開啟另一些洞讓人參觀,也有不少是出于保護的原因。
團隊在整理文物資料中意外發現,飛來峰上的雙塔,花紋很清晰,是因為表面形成天然的草酸鈣,較難溶解,所以保存較好。
由此入手,團隊把能產生草酸的基因,轉錄到大腸桿菌中,與含鈣的石質文物表面發生反應,生成草酸鈣,模擬自然形成過程,形成一層草酸鈣保護膜,這就得到了保護石質文物的目的。
“大賽評委說這是為文物保護提供了一種更具前景的方法,非常獨特。”指導老師湯小梅說。
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