Задачи 2018

Задачи заочного этапа Международного студенческого БиоТурнира 2018

Какое Вам КОЕ?

Согласно определению ВОЗ «Пробиотики – живые микроорганизмы, которые при введении в достаточных количествах приносят пользу организму хозяина». Однако в настоящее время не имеется достаточного количества научных данных, доказывающих предотвращение болезней или улучшение состояния здоровья людей от приема пробиотиков. Рассмотрите механизм терапевтического действия пробиотических препаратов. Предложите схему и, при возможности, проведите эксперимент, демонстрирующих механизм действия данных препаратов. Предложите способы увеличения терапевтического действия при приеме пробиотиков.

Сэкономь на обедах

Задача предложена ГК «ЭФКО»

Перспективным является использование микроорганизмов продуцентов для накопления в биомассе различных ценных веществ. Для удешевления таких биотехнологических процессов используются отходы сельскохозяйственных производств. Примером дешевого субстрата для микроорганизмов является лузга подсолнечника, содержащая большое количество клетчатки. Однако в процессе переработки клетчатки в биомассе микроорганизмов могут образовываться компоненты токсичные или аллергенные для человека и животных. Предложите способы биотехнологической переработки лузги подсолнечника и использования полученных питательных веществ в пищевых и кормовых продуктах.

Тысяча лет одиночества

В почвах, которые развиваются на «вечной мерзлоте», в зоне тундры, широко распространены разнообразные процессы криогенного массообмена. Это выражается в нарушении вертикальной связи почвенных горизонтов из-за образования льда и довольно быстрого погребения фрагментов поверхностных органогенных горизонтов вглубь профиля. В составе этих фрагментов может осуществляться миграция представителей почвенной микрофауны (жгутиконосцев, инфузорий, амёб и нематод) с поверхности вглубь почвы, где они попадают в режим околонулевых температур, а иногда и переходят в многолетнемерзлое состояние.
Известно, что покоящиеся стадии ряда организмов способны переносить длительную (сотни и тысячи лет) криоконсервацию в низкотемпературных условиях глубоких горизонтов полярных почв. Однако исследования показали, что жизнеспособность в таких условиях способны сохранять лишь определенные виды из сообществ современной почвенной микрофауны.
Выявите отличия между видами, которые способны длительное время сохранять жизнеспособность в низкотемпературных условиях и видами, которые не обладают такой способностью.  Определите факторы, действие которых препятствует длительному сохранению жизнеспособности видов в сообществе «живых ископаемых» организмов.

Авторы задачи: Алексей Лупачев и Анастасия Шатилович, с.н.с. лаборатории криологии почв, ИФХиБПП РАН, Пущино.

Задачи очного этапа Международного студенческого БиоТурнира 2018

Скоро ветер пременится

Проблема утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) является одной из основных экологических и экономических проблем в мире. Одним из аспектов этой проблемы является эмиссия на полигонах ТБО так называемого свалочного газа, вызывающего негативные эффекты как локального, так и глобального масштаба. В частности, накопление свалочного газа является причиной возникновения пожароопасных ситуаций, оказывает гибельное воздействие на растительный покров, загрязняет атмосферу токсичными и парниковыми соединениями.
Разработайте методы уменьшения эмиссии свалочного газа или способы минимизации негативных эффектов его образования.

Задача предложена Аладиным Данилой Юрьевичем, н.с. лаборатории лаборатории ландшафтной экологии, ИФПБ РАН, Пущино.

Мне сверху видно все

Территория Российской Федерации составляет свыше 17 млн кв. км, и примерно 45 % ее занято лесами. В настоящее время обязательным является периодическое проведение государственной инвентаризации лесов, некоторыми из задач которой является определение качественных и количественных характеристик лесов, составление баз данных и геоботанических карт. Натурные исследования позволяют получить подробные данные о лесных биоценозах, но лишь на небольших площадях. Данные дистанционного зондирования Земли, полученные со спутников, зондов, в результате аэросъемки и пр., не позволяют учитывать некоторые особенности лесных сообществ, в первую очередь многоярусность. Например, для хвойно-широколиственнойтайги на юге Дальнего Востока, обычным является наличие трех древесных ярусов, подроста и кустарников. Одним из самых современных подходов для картографирования является использование лазерных сканеров, однако оно не позволяет определять видовую принадлежность отдельных компонентов.

Предложите новые или усовершенствуйте имеющиеся способы картографирования растительности, которые значительно ускорят процесс картографирования и снизят его трудоемкость.

Задача предложена Петруненко Екатериной Александровной, м.н.с. лаборатории геоботаники, Ботанический сад-институт ДВО РАН.

Градус комфорта

Задача предложена официальным партнером БиоТурнира – ЗАО «Биокад»

РНК-термометр, или РНК-термосенсор — температурочувствительная некодирующая РНК, которая принимает участие в регуляции экспрессии генов. Принцип работы РНК-термометра заключается в изменении вторичной структуры этой молекулы в ответ на изменение температуры. В ходе таких структурных изменений важные участки этой РНК, например, сайт связывания рибосомы, выставляются наружу или, наоборот, уходят вглубь молекулы, тем самым влияя на трансляцию близлежащего гена. Обычно это гены, необходимые для ответа на тепловой или холодовой шок.

Объясните молекулярный механизм срабатывания термосенсора в ответ на изменение температуры. Предложите любые возможные сферы применения температурочувствительной РНК. В каком интервале температур могла бы она использоваться?

Задача предложена Соловьевым Валерием Владимировичем, к.б.н., Отдел клеточной инженерии, ЗАО Биокад.