Молодые исследователи со всей России представили в Сириусе передовые проекты в области агропромышленных и биотехнологий, генетики и биомедицины. На федеральной территории завершилась серия очных защит финалистов крупнейшего научно-технологического конкурса «Большие вызовы». Начинающие учёные и исследователи продемонстрировали свои разработки в сферах здравоохранения и сельского хозяйства — важнейших и наиболее востребованных областях, от которых зависит благополучие и жизнь каждого человека.
Александра Березина из Нижнего Новгорода увлечена олимпиадами, а в этом году решила попробовать себя в проектной деятельности, выбрав направление «Агропромышленные и биотехнологии».
«В ходе исследования я изучала работу фермента транспозазы в пшенице. Транспозаза — это особый участок ДНК, способный перемещаться внутри генома и модифицировать его структуру. Для исследования были созданы две группы пшеницы: контрольная без стресса и экспериментальная, которую выращивали в условиях засухи. В ходе эксперимента мы измеряли уровень экспрессии гена, содержащего транспозазу, в обеих группах. Было установлено, что активность транспозазы значительно возрастает в условиях засухи. Это означает, что при стрессе фермент активно модифицирует геном растения, что помогает пшенице успешно расти и развиваться даже в неблагоприятных условиях», — рассказывает Александра.
Такие исследования имеют важное значение для дальнейшей селекции и улучшения существующих сортов растений.
Ярослав Баландов из Астрахани впервые участвует в конкурсе «Большие вызовы». В агропромышленные технологии его привела любовь к биологии — этот предмет Ярослав полюбил ещё в начальной школе. Для конкурса он провёл масштабное исследование.
«Я исследовал влияние поляризованного света на растения. В отличие от обычного света, который распространяется во всех направлениях, поляризованный свет движется только в одном направлении, подобно волнам. Поляризованный свет можно наблюдать на закате или рассвете. Целью моего проекта было изучение воздействия именно этого вида света на рост и развитие растений. В качестве модельных культур я выбрал пшеницу и ячмень. В лабораторных условиях мы создали среду с поляризованным светом и поместили туда семена. В ходе исследования я отслеживал темпы всхожести, динамику выхода мальтозы (дисахарида, образующегося при прорастании семян), морфометрические показатели проростков. Результаты показали, что под действием поляризованного света наблюдается более интенсивный выход мальтозы и повышенная активность ферментов», — рассказывает автор проекта.
Такие исследования можно использовать при создании специальных теплиц для более эффективного выращивания сельскохозяйственных культур.
Мария Тетерятникова из Астрахани учится только в восьмом классе, но уже два года занимается большим научным исследованием. Девушка — участник всероссийского проекта «Охотники за микробами», где школьники под руководством учителей биологии со всей страны собирают почвенные образцы и исследуют содержащиеся в них бактерии. Такие микроорганизмы участвуют в различных биологических и химических процессах, повышая плодородие и улучшая свойства земли. Изучение таких бактерий позволило создать атлас почвенных микроорганизмов России и внести вклад в развитие сельского хозяйства. Личный конкурсный проект Марии стал продолжением этой инициативы.
«Я исследовала потенциал уникальных бактерий, обитающих в почвах бугров Бэра в Астраханской области. Это удивительное природное явление встречается исключительно в Прикаспийской низменности. Из этих почв я выделяла азотфиксирующие бактерии, чтобы изучить их способность повышать урожайность. Мы проанализировали их активности по синтезу различных биологически активных веществ, например, повышающих усвоение растениями соединений железа и фосфора, а затем провели тестирование на проростках редиса. В перспективе это исследование позволит создавать специальные бактериальные суспензии для удобрения почв», — рассказывает Мария.
.jpg)
Участники направления «Генетика и биомедицина» занимаются комплексными исследованиями в области поддержания здоровья, развития персонализированной медицины и улучшения качества жизни. Они разрабатывают инновационные медицинские технологии и создают полезные медицинские гаджеты.
Александра Асеева из Новосибирской области изучала влияние растительных экстрактов разных видов сахароснижающего чая, доступных в аптеках и продуктовых магазинах, на уровень глюкозы в крови у пациентов с диабетом первого типа. Школьница выбрала продукцию надёжных производителей и начала эксперимент. Она пригласила команду единомышленников разных возрастов с диагностированным сахарным диабетом первого типа присоединиться к исследованию.
«В течение четырёх недель участники моей группы измеряли уровень глюкозы после употребления сахароснижающего чая. Показатели проверялись с помощью непрерывного мониторинга глюкозы. У каждого участника по итогам исследования были разные результаты, поэтому я сделала вывод об отсутствии выраженного биохимического эффекта. Тем не менее я намерена продолжить исследование. Я уверена, что каждый человек с диабетом должен очень тонко чувствовать собственный организм и даже выступать исследователем. Важно изучать и понимать, как организм реагирует на различные факторы», — говорит Александра.
Герман Семёнов учится в Президентском Лицее «Сириус». Его проект — на стыке биологии, генетики и информационных технологий. Герман представил специальную компьютерную модель на основе искусственного интеллекта, которая обучена находить в ДНК особые участки — регуляторные элементы. Эти элементы работают как переключатели, включающие и выключающие работу генов в организме. Прототип системы, которую создал Герман, обучен распознавать один из типов таких элементов — промоторные регионы, но в дальнейшем такая система может быть обучена и для поиска других регуляторных элементов.
«Конечная цель такого продукта — помочь в развитии персонализированной медицины. Это значит, что с помощью такой системы можно будет быстрее находить заболевания у конкретного человека и подбирать для него наиболее подходящие лекарства. Точное определение генетических особенностей каждого пациента через анализ регуляторных элементов в ДНК позволяет понять, как именно работают гены в организме конкретного человека. Мой проект — на стыке молекулярной биологии, геномики и биоинформатики. Было непросто изучать все дисциплины одновременно, но помогла платформа “Сириус. Курсов”, где я проходил модули по биологии, а также по обучению нейронным сетям и языку Pyton», — рассказывает Герман.
Прохор Кирпичёв из Нижнего Новгорода разработал проект в области генетики растений. Он изучил молекулярные и генетические механизмы реакции прорастающих зёрен пшеницы на воздействие бактерий E. coli. Эти бактерии могут быть использованы для создания биопрепаратов, которые улучшают функции растений и способствуют их росту даже в сложных условиях. Прохор создал прототип такого биопрепарата и провёл первые испытания на образцах пшеницы. Эксперимент показал, что использование этого препарата в условиях засухи повышает выживаемость растений.
Всего было представлено почти 200 проектов. Призёрами и победителями стали 66 человек. Авторы лучших проектов — школьники 7–10-х классов летом приедут на очную программу «Большие вызовы» в Сириус.
