2024年7月，上海交通大学生物医学工程学院“学森暑期挑战计划”暨青浦高级中学“科创夏令营”共开设四门实践课程。其中，《探索DNA的奥秘》实践课由生物医学工程学院林关宁、张岩两位老师讲授基因提取与测序的理论知识，由华大集团猛犸教育的徐俊美老师、生物医学工程学院康亚妮和李鑫辉两位老师指导完成实践环节。52位同学们以小组合作的形式完成PCR实验的操作过程，实现了基因的测序与性状分析实验。理论课程和实践操作相结合的方式，让同学们亲身参与分子诊断的实验和研究，动手实践探索科学奥秘，近距离感受前沿学术氛围。

课程内容

      同学们在老师与助教的共同指导下，了解基因提取与测序理论知识，采用基因测序仪DNBSEQ-E25，从获取自己的样本开始，综合运用DNA提取、建库、测序等分子生物学实验技能，对测序数据进行质量评估、变异检测、大数据关联分析挖掘，对数据进行阐释，解读众多藏在基因里、使人类个体与众不同的遗传密码，并能引导学生将课程所学内容灵活运用于前沿、真实的自主选题研究方案。用小组合作的形式完成基因测序实验的操作过程，完成基因数据下机分析与性状分析；分组选取感兴趣的性状位点查阅资料，对一些特殊性状相关的基因进行思考和探究，并完成海报绘制和成果汇报。

课程成果

      同学们采集自己的唾液，从中提取 DNA完成建库，并作成 DNB 纳米球，与其他样本混合后加载到测序仪上，完成测序实验。从测序仪上拷贝自己的测序数据，与参考序列进行比对，获取自己特定基因位点的变异信息，结合数据库和文献对自己的特定基因位点进行解读，预测该位点对自己先天性状的影响。经过不断的讨论与灵感碰撞，各小组分别选取自身兴趣点查阅资料，对一些特殊性状相关的基因进行深入思考和探究，并借助各种软件完成了海报的绘制，依次完成了分组成果汇报。其中，程浩天、杨鑫佳、李宗锴、姚鸿韬《运用DNB测序手段探究乙醛脱氢酶基因单核苷酸多态性及影响》与韩毅、沈家玉、金润仪、姚恩熙、徐一格、马金泽《解码生命——DNA测序》两个小组以极强的逻辑性和科学严谨性被评选为优秀作品参加了项目汇报成果展，并获得了众多同学和老师的喜爱。根据学生平时课堂表现和课程汇报，成筱楠、杨鑫佳、徐一格、丁典四位同学获评优秀营员。

学生课程反馈

优秀营员 徐一格·长沙市一中

通过为期五天的“探索DNA的奥秘”课程，在一步步对自己DNA测序的实验中，我对自然生命科学的好奇与未知逐渐化为了解与热爱。我们进行了Library Preparation,DNBGeneration,Sequencing,Analysis四个步骤。在老师们的讲解下，我们明白了RCA-滚换扩增技术的原理并亲手制作了DNB。我们在测序后得到了自己的DNA序列，通过小组合作讨论总结并分析了大家的DNA测序结果。一天天的探索让我的生活更加丰富多彩，我爱上奔波在交大众教学楼与宿舍的白天与夜晚，阳光、星光就如同DNA一般神秘而又美丽万分。在这段时光中，我收获的不仅是自然生命科学的专业知识，还有对生命及知识的热爱。在和组员及老师的交往中感到了大家的真挚与善意，这栋文选楼，见证的不仅是我在学习方面上的成长，更参与了我与大家的相逢相识与相别。交大，从此在我生活扮演着一个十分重要的角色。最后，再次感谢交大能给我这次机会。

优秀营员 杨鑫佳·北京十一学校

在参与挑战营之前，我对医学上的兴趣一直停留在最粗浅的“不看病的医学”上，而这次深入体验生医工相关技术则给予了我明确的方向。在为期五天的实验课程中，我从懵懵懂懂的实验室小白成长为了还算可以的见习学徒。无论是技巧方面，如移液枪磁力架的具体使用，还是视野方面，如PCR技术的原理及实操，DNA测序技术的演变升级，我都获得了极大的开拓与提升。除此以外，我收获的的还有实验室中严谨的态度，一次一换的枪头，吸弃上清的小心，这都是科研精神的体现。不过这次活动中最令我印象深刻的是最终的小组poster制作。在这个过程中，我很有幸和负责任的组长还有其他厉害的组员共同完成这个项目：合作讨论时大家都积极发言，没有避讳什么；海报制作时大家分工明确，各司其职；汇报前进行排练，查缺补漏组织语言。最终在高效有机的合作下我们圆满完成这个项目，也为挑战营点上句号。最后，感谢上交大给了我这样一个机会，让我能在这七天中遇见更好的自己。

优秀营员 成筱楠·上海市七宝中学

在“探索DNA的奥秘”夏令营中，我体验到了严谨精确的生物实验与先进的科学测序方法的魅力。从移液枪的使用注意事项，到各种看似相似，实则在细节上有所区别的混匀方法和要求精确的离心操作；从PCR培养方法的原理与培养环境的精确调控，到磁珠法的吸附与漂洗，无一不以生物医学工程方面的有趣而丰富的知识给我们带来全新的体验与认知。短短五天时间内，我们在亲手实践，实地参观和学术报告中逐渐了解相关知识，领略生医工学科融合，应用创新中的魅力，并尝试动手实践并提取纯化自己的DNA样本，上机测序并获取自己的专属报告，最后分组完成了汇报海报。我们的海报各具特色，同学们亦在各轮汇报展示中大放异彩，展示了超群的创新素养与极强的团队合作能力。最后，感谢学院与所有教授，导师，助教，志愿者们，为我们提供了如此珍贵的体验机会与学习平台，期待未来再与生物医学工程学院相见！

      林关宁，教授，博士生导师，现担任上海交通大学生物医学工程学院的影像、计算及系统生物医学方向的教学负责人；数字医学教育部工程研究中心副主任。主要从事医学生物信息学，大数据算法开发和深度学习集成建模等相关的研究与教学。入选2016年上海市教委上海市东方学者（特聘教授），获国家自然科学基金外国优秀青年学者研究基金等。主讲《生物医学统计概论》、《医学生物信息学》、《科研伦理与学术规范》等课程。获上海交通大学卓越教学奖、上海交通大学教学成果一等奖。所授《生物医学统计概论》课程获上海市一流课程。现任“生物医学工程学进展”杂志执行副主编。

      张岩，副研究员，博士生导师。主要从事肿瘤相关免疫细胞分化和极化机制的研究与教学。主讲和参与《生物学导论》和《生物医学导论》等课程，担任生物医学工程学院交叉学科创新人才实践培养基地负责人。所授《生物学导论》课程获2023年上海交通大学课程思政建设基金项目。现任“Global Medical Genetics”杂志编辑委员、中国免疫学会委员、中国生物医学工程学会委等。

      徐俊美，信息分析工程师，主要从事人群大队列全基因组分析，单细胞转录组分析以及肝癌时空转录组分析。任华大集团猛犸教育上海区域负责人，参与《生物信息学实验-从个体基因解密到群体遗传分析》和《生物信息学实验-单细胞转录组测序和分析》教材撰写，参与主讲中国科学技术大学《解码生命信息》等课程。

支撑团队

康亚妮、李鑫辉、顾翔、蒋美琳、蔡文翔、唐卓皓、袁业衡、吴锦威、尚子翔