Задачи 2017

Задачи_заочного этапа_БиоТурнир_2017

 

Задачи очного этапа БиоТурнира 2017

1.Home sweet home
Хоуминг — это способность животного перемещаться в исходное местоположение (на домашнюю территорию или к месту размножения) через незнакомые области. Хоуминг описан у большого количества групп позвоночных и беспозвоночных: у брюхоногих моллюсков, высших ракообразных, многих насекомых, рыб, рептилий, птиц и млекопитающих.
Данаида монарх (Danaus plexippus) — самая известная мигрирующая бабочка. Ежегодно в ходе миграции по Северной Америке в южном направлении представители данного вида преодолевают значительные расстояния (свыше четырех тысяч километров). Однако до сих пор не существует однозначного ответа на вопрос о том, за счет каких механизмов осуществляется навигация на большие расстояния к конкретным местам размножения, например, в «биосферный заповедник Марипоса-Монарка» (заповедник бабочки монарха), находящийся в мексиканском штате Мичоакан. Более того, в течение перелета успевает смениться не одно поколение бабочек, и как следующим поколениям удаётся вернуться в ходе миграции на юг, туда, где зимовали их предки, до сих пор остаётся загадкой для учёных.
Предложите и обоснуйте свое объяснение механизмов хоуминга этих чешуекрылых.
2.Спи, моя радость, усни
Функции бодрствующего мозга, эффективность человеческой деятельности и реализация его когнитивных возможностей зависят от количества и качества ежедневного ночного сна. Нарушения сна являются довольно распространенной проблемой. Частые жалобы на плохой сон предъявляют 8-15% взрослого населения всего земного шара, а 9-11% употребляют различные снотворные препараты. Существующий опыт использования фармакологических препаратов для улучшения качества сна показывает, что долговременное употребление таких препаратов может вести к привыканию или серьезным побочным эффектам.
Предложите новые способы нефармакологической терапии нарушений сна и когнитивных функций посредством активизации естественных восстановительных функций сна.
Задача предложена Вице-президентом Российского общества сомнологов при Физиологическом обществе им. И. П. Павлова, д.б.н. Дороховым Владимиром Борисовичем, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва.
3.Солнышко в руках
Одним из возможных направлений развития нетрадиционной энергетики является получение электрического тока с помощью искусственных систем, основанных на процессе фотосинтеза. Основой таких систем является создание плёнок с иммобилизованными на них (в них) пигмент-белковыми комплексами, способными к фотосинтетическому разделению заряда (Фотосистема 1, бактериальные фотохимические реакционные центры типа I, фотосистема 2). Такие плёнки помещаются на подложку и контактируют с электродами. Основной проблемой их использования является разрушение фотосинтетических реакционных центров в процессе хранения и эксплуатации таких фотоэлементов. Определите факторы, действующие разрушительно на реакционные центры и предложите меры по повышению устойчивости и продолжительности работы фотоэлементов в реальных условиях эксплуатации на территории России. Учитывая то, что в процессе функционирования таких фотоэлементов может выделяться молекулярный кислород и водород, предложите меры обеспечения безопасности таких энергетических установок.
Задача предложена к.б.н. Шитовым Александром Васильевичем, Институт фундаментальных проблем биологии РАН, Пущино.
4.Стерильные яйца
Существует несколько способов борьбы с опасными видами насекомых (мясной мухой каллитрогой, мухой це-це, плодовыми мухами и другими). Один из них заключается в следующем: на специальных биофабриках осуществляется  производство и стерилизация самцов с последующим выпуском этих стерильных самцов в природные популяции. Такие самцы, спарившись с самками, обрекают последних откладывать стерильные яйца, из которых личинки не отрождаются. Предложите способы использования стерильных яиц насекомых и клещей, которые возможно производить на биофабриках в больших количествах, какие научно-практические задачи таким образом можно решить?
Задача предложена проф., д.б.н. Сергеем Яковлевичем Поповым, Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва.
5.Не знаешь меры, не используй полимеры
Пластики, способные быстро разлагаться в природных условиях должны были стать решением проблемы загрязнения окружающей среды. Однако скорость разложения таких пластиков по-прежнему зависит от условий утилизации (компостирования, УФ-облучения, попадания воды и т.д.). Кроме того, сортировка пластиковых отходов в процессе вторичной переработки не позволяет отделить друг от друга пластик «обычный» и быстроразлагаемый. Это повышает вероятность деградации будущих пластиковых изделий, изготовленных из вторичного сырья, в процессе эксплуатации. Предложите методы сортировки, которые позволят однозначно исключить быстроразлагаемые пластики из процесса вторичной переработки.
6.6 соток
Генофонд сельскохозяйственных растений – один из ценнейших ресурсов человечества, без которого невозможно выживание нашего вида в связи с постоянно возрастающей потребностью в пище. Поиск наиболее удачных генотипов, их гибридизация или иные методы улучшения прикладных качеств растений можно осуществлять только на основе имеющихся коллекций сортов и форм сельскохозяйственных растений. Коллекции однолетних растений сохраняются в виде периодически обновляемого банка семян. Коллекции же многолетних древесных растений существуют в виде насаждений, занимающих огромные площади, что приводит к большим экономическим затратам на их содержание или ограничению количества образцов в коллекциях. Предложите альтернативный вариант коллекции генетических ресурсов многолетних сельхозкультур, количество образцов в которой может неограниченно увеличиваться, позволяющей испытывать свойства и использовать в качестве селекционного материала находящиеся в ней растения.
Задача предложена к.с/х.н. Сундыревой Марией Андреевной, с.н.с лаборатории физиологии и биохимии растений, Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства.
7.Робин-Бобин
Известны положительные эффекты разгрузочно-диетической терапии (РДТ), которая заключается в ограничении потребления калорий. РДТ применяется как общеоздоровительная процедура, а также в комплексной терапии при гипертонической болезни, аллергических, нейродегенеративных заболеваниях и др. Причины положительного эффекта РДТ до конца не изучены. Рассмотрите возможные механизмы воздействия РДТ на организм, оцените эффективность данного воздействия.
Задача предложена Першиной Екатериной Викторовной, м.н.с. Лаборатории экспериментальной нейробиологии, Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН
8.Viam supervadet vadens
Задача предложена генеральным партнером БиоТурнира – АО «Р-Фарм»
В последнее время в качестве высокопотенциального лекарственного кандидата (ЛК) для лечения опухолей изучаются рекомбинантные белки из семейства белков теплового шока (БТШ, hsp). Эти белки являются шаперонами и выполняют множество функций внутри клетки, среди которых общая регуляция экспрессии, фолдинг, стабилизация, деградация белков, транслокация белков через различные мембраны, участие в сигнальных путях.
Появление внеклеточных БТШ связывают с некоторыми заболеваниями и стрессорным воздействием на организм, показана их сигнальная и иммуномодулирующей активность.
В предварительных клеточных тестах была показана высокая противоопухолевая активность рекомбинантного белка. Однако механизм этой активности до конца не изучен.
Недавно удалось вырастить сверхчистый стабильный кристалл рекомбинантного белка (РБ) и построить его точную трехмерную модель.
Разработайте программу научных исследований РБ для выявления механизма противоопухолевой активности, а также план ранних доклинических исследований для доказательства эффективности in vivo.
9.Гепатиту – нет.
Задача предложена генеральным партнером БиоТурнира – АО «Р-Фарм»
Гепатит С — социально-значимое заболевание, во всем мире хронической инфекцией гепатита С страдают 130–150 миллионов человек. На рынке представлен отечественный препарат Нарлапревир — ингибитор NS3/4A сериновой протеазы второго поколения, предназначенный для лечения хронического гепатита С (генотип 1) в комбинации с другими противовирусными препаратами.
В настоящее время проводятся дополнительные клинические исследования, призванные показать возможность использования Нарлапревира в монотерапии.
Рассмотрите жизненный цикл вируса гепатита С, выделите основные возможные механизмы угнетения его активности, предложите мишень, на которую можно воздействовать с высокой степенью эффективности в монотерапии.
10.Héurēka! Что дальше?
Задача предложена генеральным партнером БиоТурнира – АО «Р-Фарм»
Вирус иммунодефицита человека известен более 30 лет. Множество усилий приложено к тому, чтобы окончательно победить вызываемое им заболевание, сделать исцелимым.
С появлением технологий редактирования генома появилась надежда на решение этой трудной задачи. Предпосылкой для рождения новой идеи стал прецедент с так называемым «берлинским пациентом». Трансплантация ему костного мозга от донора, гомозиготного по мутации гена CCR5Δ32, кодирующего ко-рецептор слияния ВИЧ с CD4+-клетками вылечила не только лейкоз, но и привела к полной элиминации вируса из организма.
Группой российских ученых начаты работы по созданию технологии аутотрансплантации унипотентных клеток-предшественников популяции CD4+-лимфоцитов, подвергнутых редактированию генома по гену, кодирующему рецептор CCR5.
Сформулируйте круг научных и технологических проблем, возникающих при реализации данной идеи, и предложите варианты их решения.