Virtual Regeneron ISEF 2020: обзор проектов из номинаций «Биохимия», «Вычислительная биология и биоинформатика», «Клеточная и молекулярная биология» и «Микробиология»

А в нашем заключительном обзоре проектов конкурса участники из номинаций «Биохимия», «Вычислительная биология и биоинформатика», «Клеточная и молекулярная биология», «Микробиология»

Успевайте посмотреть видеопрезентации участников конкурса по этим и другими номинация на сайте!

Биохимия

Проект: «Синтез и характеристика связывания 5-аминобензо[c][2,6]нафтиридин-8-карбоновой кислоты и пептидоидного конъюгата с протеинкиназой CK2»

Автор — Андреас Симсон (Эстония)

Целью данной работы было разработать более эффективный ингибитор билиганда для протеинкиназы CK2, эффективный синтез для него и охарактеризовать его способность связываться с CK2. Это было достигнуто с использованием аналитических методов исследования, чтобы определить успешность синтеза и проанализировать ингибирующую способность синтезированных ингибиторов.

Целевое соединение исследования было обозначено как ARC-1533, но во время синтеза были извлечены три побочных продукта, которые все проявляли биологическую активность и обладали ингибирующими свойствами. Они были обозначены как ARC-1531, ARC-1532 и ABNC-Oca. Была измерена способность к связыванию с CK2 всех четырех ингибиторов, и только ингибирующие свойства ARC-1533 превышали свойства эталонного соединения CX-4945. Хотя все побочные продукты показали меньшую активность в ингибировании CK2, результаты показали корреляцию между длиной пептоидной цепи в ARC-ингибиторах и их ингибирующей способностью. Поскольку ARC-1533 является более эффективным ингибитором, чем CX-4945, можно также сделать вывод о том, что структурные изменения, внесенные в ингибитор в данной работе, оказали благотворное влияние на ингибирующие способности.

Результаты, представленные в работе, могут быть расширены путем оптимизации синтеза для получения более высоких выходов и снижения затрат. Кроме того, исследование влияния структурных изменений на ARC-ингибиторы на их ингибирующую способность может быть расширено, чтобы максимизировать эффективность регуляторных соединений CK2. Наконец, взаимосвязь между длиной пептоидной цепи и способностью связывания может быть исследована для получения превосходных ингибиторов и даже возможных кандидатов в лекарственные средства.

Видеопрезентацию проекта можно увидеть на сайте конкурса.

Номер участника в номинации — 4.

Вычислительная биология и биоинформатика

Проект: «Корреляция электродных стимулов в реальном времени с моделью движения»

Автор — Адриэль Торресола Мерсед (Пуэрто-Рико)

Когда сознательный разум объявляет движение в теле, центральная нервная система передает сигнал мышцам посредством нейронов. Этот сигнал заставляет мышцы сокращаться в желаемой форме. В электромиографии этот сигнал измеряется и записывается для анализа. Однако эти данные могут сильно колебаться, что усложняет типичный анализ.

В этом исследовательском проекте исследователь намеревается использовать алгоритмы машинного обучения, чтобы успешно идентифицировать движения, выполняемые субъектом. Программное обеспечение использует базу данных измеренных нервных стимулов и соответствующих им движений в качестве обучения для идентификации движений. Данные о движении собираются с использованием программного обеспечения Kinovea для отслеживания точек на руке, которые можно использовать для расчета таких характеристик, как расстояние, угол и скорость.

Для чтения электромиографии исследователь использовал сердце заднего мозга и мозговой щит. Программное обеспечение обращается к базе данных, чтобы иметь возможность точно прогнозировать движение, используя измеренное напряжение мышц. Чтобы проверить достоверность прогнозов, исследователь сравнил сгенерированные машиной прогнозы движения с фактическими зарегистрированными движениями. При сравнении обоих наборов предсказанная информация оказалась значительно схожей, поэтому она принимает гипотезу.

Поскольку поверхностная электромиография сопряжена с минимальным риском и более дешевыми затратами, использование таких программ для облегчения прямого нервного взаимодействия может обеспечить более доступное и экономически эффективное протезирование для пациентов с ограниченными возможностями. Для этого проект может быть расширен и предоставлены дополнительные учебные данные для программного обеспечения для анализа и улучшения прогнозов.

Видеопрезентацию проекта можно увидеть на сайте конкурса.

Номер участника в номинации — 32.

Клеточная и молекулярная биология

Проект: «Блокирование связывания бактериальных липидных капель с фаговой ДНК»

Автор — Жилей Бей (Китай)

Предыдущие исследования показали, что бактериальные липидные капли могут связываться с ДНК и защищать ее с помощью белков MLDS. Целью данного исследования является изучение способности ДНК фагового T4 связываться с липидными капельками и находить вещества, которые могут блокировать этот процесс связывания, чтобы защитить бактерии, не дав бактериофагам использовать липидные капли для защиты своей собственной ДНК и, таким образом, помогать бактериям вычищать ДНК фага.

Эксперимент в пробирке был проведен с использованием искусственных липидных капель для имитации бактериальных липидных капель и с использованием рекомбинантной плазмиды важных генов ДНК фага Т4 для стимуляции ДНК-фага вторжения. В этом исследовании определяли количество ДНК, связанной с липидной каплей, и строили кривую связывания ДНК с каплей.

Это показало, что липид-каплеобразная ДНК значительно снижалась при добавлении 2 мг / мл раствора карбоната натрия. Предполагается, что 2 мг / мл раствора карбоната натрия оказывает блокирующее влияние на связывание липидных капель с ДНК. Это исследование также обеспечило выполнимый метод для дальнейшего скрининга блокаторов.

В будущем могут быть разработаны зрелые методы для скрининга различных блокаторов и попыток уменьшить побочные эффекты этих блокаторов на бактерии.

Видеопрезентацию проекта можно увидеть на сайте конкурса.

Номер участника в номинации — 15.

Микробиология

Проект: «Сравнение двух популяций клещей в Домат-Эмс (Швейцария) на туристической тропе и на поле для гольфа по количеству клещей, хозяев и инфекций с возбудителями клещевого энцефалита, Лайм-боррелиоза и туляремии»

Автор — Саския Катрин Дуриш (Швейцария)

Есть несколько болезней, которые могут передаваться от клещей людям. Три из этих заболеваний - клещевой энцефалит, болезнь Лайма и туляремия. Лайм-боррелиоз встречается во многих частях северного полушария, тогда как клещевой энцефалит встречается только в некоторых частях Европы, России и Центральной Азии. Туляремия довольно неизвестна в Швейцарии, но ее распространение во всем мире близко к распространению клещевого боррелиоза.

В этой статье были рассмотрены два места, поле для гольфа и пешеходная тропа, на предмет количества клещей и их инфекций, вызванных тремя заболеваниями. Эти два места были выбраны потому, что они часто посещаются. Это может быть подтверждено фотографиями. Особенно фото-ловушка, которая была размещена на туристической тропе, сделала фотографии многих людей (n = 61), в то время как та, что на поле для гольфа, сделала только несколько (n = 4).

96 образцов с 597 клещами были исследованы в сотрудничестве с WAG LabourTeam. На площадке для гольфа было обнаружено всего шесть клещей, а на туристической тропе - 583. 82,3% образцов были положительными на B. burgdorferi s. 1, 2% были положительными на вирус TBE и 11,45% - на F. tularensis. Процент зараженных клещей B. burgdorferi s. л. - примерно между 50% -82,3%, инфицированные вирусом TBE - примерно 0,34% -2% и F. Tularensis - примерно 1,84% клещей.

Особенно много положительных образцов туляремии были неожиданными, потому что другое швейцарское исследование предложило бы намного более низкий процент положительных образцов.

Видеопрезентацию проекта можно увидеть на сайте конкурса.

Номер участника в номинации — 29.

Источник: m.vk.com

Комментарии: