Задачи 2019

Задачи заочного этапа БиоТурнира 2019

1. От рассвета до заката

Молекулярный водород – перспективная альтернатива ископаемым источникам топлива вследствие его высокой энергетичности, возможностям хранения, способности топливных элементов напрямую конвертировать водород в электричество, к тому же, при сжигании водорода образуется только вода. Фотосинтетическая продукция водорода микроводорослями – это потенциальный источник возобновляемой чистой энергии, т.к. водоросли используют только воду и солнечный свет для образования водорода. Фермент Fe-Fe гидрогеназа катализирует продукцию водорода в микроводорослях с очень высокими скоростями, однако этот процесс происходит после адаптации к темноте и прекращается в течение нескольких минут на свету – что ограничивает масштабное использование микроводорослей для продукции водорода. Рассмотрите возможные механизмы прекращения фотосинтетического образования водорода и предложите способы преодоления ограничения масштабного использования микроводорослей для продукции водорода.

Автор задачи – к.б.н. Козулева Марина Алексеевна, Tel Aviv University

2. Immigraniada

Каждый вид имеет свой ареал обитания, однако всё чаще можно встретить популяции за пределами исконного ареала. В таком случае говорят о «биологических инвазиях». В ходе инвазии, чужеродные виды могут погибнуть, не распространившись на новой территории; могут освоить вакантную экологическую нишу или вытеснить аборигенный вид и расширить границы своего ареала. Нередко виды-вселенцы негативно влияют на аборигенные экосистемы.
На данный момент многосторонних исследований биологических инвазий не так много, особенно если речь идет о непреднамеренном попадании вида в экосистему (в отличие от интродукции). Существуют разнообразные исследования тех или иных аспектов инвазий, но довольно сложно дать комплексную оценку данного явления.
Предложите стратегию исследования биологической инвазии и количественные методы прогнозирования жизнеспособности популяций вида-вселенца и его дальнейшего воздействия на экосистему-реципиент.

Автор задачи – Адамова Валерия Владиславовна, Белгородский национальный исследовательский университет

3. Уроборос

Бактериолитические ферменты микробного происхождения, например, продуцируемые бактериями рода Lysobacter, представляют огромный интерес для биомедицины в качестве альтернативы антибиотикам. Однако нативный штамм-продуцент, как правило, не способен синтезировать данные ферменты в достаточных количествах. Экспрессия рекомбинантных генов литических ферментов, в частности в E.coli, может сопровождаться лизисом бактерий продуцентов. Кроме того, для секреции этих ферментов необходима специфическая секреторная система, аналоги которой не всегда есть в используемых микроорганизмах. Разработайте эффективную экспрессионную систему для наработки бактериолитических ферментов в производственных масштабах, на примере α-литической протеазы микроорганизма Lysobacter enzymogenes.

Автор задачи – к.б.н. Кудрякова Ирина Валерьевна, н.с. лаборатории биохимии клеточной поверхности микроорганизмов ФИЦ ПНЦБИ РАН ИБФМ РАН.

4. Бери от краба все

В акватории Дальнего Востока, а так же в Баренцевом море каждый год вылавливается около десяти тысяч тонн камчатского краба. Переработка краба сопряжена с большим количеством отходов, которые выбрасываются в море. В эти отходы входит гепатопанкреас, который содержит высокоактитвные пищеварительные ферменты. Однако масштабная переработка гепатопанкреаса камчатского краба в России до сих пор не ведется, что связано со сложностью сбора, хранения и транспортировки и, соответственно, высокой стоимостью этого сырья. Предложите пути решения проблем, связанных с масштабированием процесса переработки гепатопанкреаса камчатского краба.

Автор задачи – к.б.н Согорин Евгений Анатольевич, заведующий лабораторией прикладной энзимологии Федерального исследовательского центра «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук»