«Сириус» запустил три трека научно-технологической проектной программы «Большие вызовы – 2020», работа направлений уже стартовала. Всего на программах занимаются 40 школьников из 23 регионов России.
Старшеклассники работают над восемью проектами по трем направлениям. В «Агропромышленных и биотехнологиях» занимаются 12 школьников, в «Генетике, персонализированной и прогностической медицине» – 18 человек, в «Когнитивных исследованиях» – 10.
Командам помогают сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины, Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Сколковского института науки и технологий, МГУ имени М.В. Ломоносова, Южного федерального университета, компаний «Яндекс» и BIOCAD. Лучшие идеи и разработки школьников будут внедрены в реальное производство.
«Задача работы ученых со школьниками – не только увлечь предметом и реализовать конкретные технологические проекты, но и научить выбирать главное, решать комплексные задачи. Три проекта, отобранные экспертами для направления Агропромышленные и биотехнологии, дополняют друг друга, благодаря им школьники имеют возможность прикоснуться к глобальной науке», – говорит научный руководитель направления «Агропромышленные и биотехнологии», директор ВИР имени Н.И. Вавилова, лидер научного направления «Биология и биотехнология растений» Научно-технологического университета «Сириус» Елена Хлесткина.
Агропромышленные и биотехнологии
Изучить видовое разнообразие азотфиксирующих бактерий почв Краснодарского края
Школьники будут осваивать классические методы почвенной микробиологии: опишут почвенный профиль, определив его основные физико-химические свойства. Затем в питательную среду поместят бактерии Azotobacter, они играют важнейшую роль в круговороте азота в природе: переводят его в растворимую форму, доступную для усваивания растениями. В результате ребята получат чистые культуры азотфиксаторов, из которых выделят образцы ДНК и проведут генетический анализ видового состава бактерий. Полученная коллекция азотфиксирующих бактерий может быть использована для решения задач сельского хозяйства и агробиотехнологий.
Провести анализ генов компактности бахчевых культур
Тепло- и светолюбивые бахчевые культуры – тыква, дыня, арбуз – культивируются в сухих и жарких регионах России, поэтому расширение их посевных площадей – актуальная задача. Школьникам предстоит провести анализ генов и найти маркеры, ответственные за формирование компактных форм растений, способных расти в более северных широтах, даже за полярным кругом. Результаты этой работы будут иметь важное прикладное значение в селекции уникальных форм растений, приспособленных к выращиванию в таких регионах России, как Мурманск или Якутия.
Изучить изменения профиля метилирования ДНК винограда
Участники проекта исследуют геном винограда сорта Vitis rotundifolia Michaux. Этот вид считается устойчивым к филлоксере – насекомому-вредителю, который представляет большую угрозу для виноградников Нового Света. Грибковые болезни этому сорту также не страшны. Проблема в том, что лоза плохо укореняется при размножении черенками и трудно вводится в культуру in vitro (метод получения исходного материала для селекции растений в лабораторных условиях). Поэтому школьники изучат отдельные участки генома винограда, отвечающие за его «иммунитет», и разберутся в современных возможностях геномного анализа, методах оздоровления и сохранения растений.
Генетика, персонализированная и прогностическая медицина
Найти продуценты биологически активных веществ в природных субстратах
На проекте школьники будут искать и культивировать в лабораторных условиях новые микроорганизмы, способные производить антибиотики. При помощи штамма-биосенсора они определят эффективность, а главное, механизм действия продуцируемой молекулы. Наиболее интересные штаммы можно будет затем вырастить в больших объемах культуральной среды, выделить и исследовать чистую фракцию активного компонента.
Оптимизировать экспрессии антигенных кассет при разработке вакцин против коронавируса
Работа трека – часть кейса компании BIOCAD и Института экспериментальной медицины по разработке вакцины против SARS-CoV-2. В ходе исследований участники освоят теоретические основы разработки иммунобиологических препаратов, включая дизайн генетических конструкций, клонирование генов, очистку ДНК и белков в бактериальных и эукариотических системах. Основная цель проекта – сделать так называемую «заготовку» для будущих вакцин, ее прототип.
Провести ген-направленные соединения для терапии и диагностики
Задача проекта в том, чтобы создать для лечения вирусных, бактериальных и онкологических заболеваний ген-направленные соединения, действующие на уровне РНК. Способность созданных соединений связываться со своей генетической мишенью будет исследована на флуоресцентных (меченых) РНК. Школьники исследуют факторы, влияющие на стабильность образующихся комплексов и способность ген-направленных соединений подавлять развитие болезней. Результаты проекта будут представлять практическую ценность при создании средств генетической терапии.
Когнитивные исследования
Создать платформу на проектной коллаборации
Ребята разработают чат-бот, внутри которого можно будет создавать проектные коллаборации, общаться, обмениваться опытом, получать обратную связь от экспертов. Налаживать коммуникации помогут внутренние расписания мероприятий, задачи, опросники, формы запросов на помощь или экспертизу. Позже его доработают до мобильного приложения, по сути это будет локальная социальная сеть и интеллектуальный «секретарь».
Исследовать эффективность современных образовательных практик
Школьники будут исследовать эффективность цифровых технологий и сред виртуальной реальности в образовании. Результатом проекта станут полученные данные о том, насколько успешно фокус-группа воспринимает учебный материал в разных условиях – традиционным методом и с помощью современных средств. Участники познакомятся с основными показателями читательской и естественнонаучной грамотности, разработают наборы заданий, позволяющих диагностировать индивидуальные показатели качества обучения.
