2025 Regeneron ISEF大奖-MCR微生物学获奖作品汇总-1

最新官方消息！全球科创天花板赛事——国际科学与工程大奖赛（Regeneron ISEF），现已正式公布了2026年总决赛的举办时间和地点。这场汇聚全球青年创新力量的科技盛宴，将于2026年5月9日至15日，在美国亚利桑那州凤凰城会议中心（Phoenix Convention Center, Arizona）璀璨启幕。

2026ISEF赛事安排

参赛资格

年龄与年级：9-12年级学生（或同等学历），参赛时年龄不超过20岁。

地区选拔：必须通过附属赛（Affiliated Fair）晋级，无法直接报名。中国学生需先参加国内选拔赛（如青创赛、明天小小科学家等）。

团队项目：最多3人，所有成员需满足资格且共同参赛。

项目要求

原创性：项目必须由学生独立完成，允许在专家指导下进行，但不得代劳。

学科范围：涵盖21个学科类别，包括工程、生物、化学、计算机、环境科学等。

伦理限制：涉及人类、脊椎动物、病原体等研究需提前提交额外审查表（如ISEF Forms）。

关键文件与截止时间

ISEF表格：根据研究类型提交相应表格（如1C、2、3等），需在地区赛前完成审核。

摘要与研究论文：英文撰写，清晰描述研究目的、方法、结论。

地区赛截止：2026年3-4月

其他注意事项

展示材料：展板需符合ISEF尺寸要求（通常宽48英寸、深30英寸、高108英寸），禁止活体样本或危险品。

知识产权：部分研究可能需申请专利后再参赛，避免披露风险。

为了方便同学们更好的备赛，特别整理了ISEF-MCR微生物学2025获奖作品方便学习

MCRO008 - 通过 LAMP 快速检测水中的 MRSA

夏威夷的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 感染率高于全国平均水平。环境水是 MRSA 传播的主要媒介。目前的 MRSA 检测方法依赖于基于培养的技术和其他生化测试，通常需要 2-3 天，从而延误了关键干预措施并增加了传播风险。环介导等温扩增 (LAMP) 提供了一种快速、经济高效的替代方法，可在等温条件下 30-60 分钟内进行高特异性 DNA 扩增。先前的研究已使用 LAMP 在临床样本中检测 MRSA，但其在废水和其他水源中的应用仍存在空白。本研究设计并验证了一种针对 mecA 基因（该基因赋予对 β-内酰胺类抗生素的耐药性）的 LAMP 检测方法，并在废水和水样中进行了测试。进行了验证，并将 MRSA 分离株作为阳性对照和无模板阴性对照。从阿拉威运河的三个站点和三个污水处理厂提取的DNA与LAMP预混液混合，并在65ºC下孵育60分钟。阳性和阴性结果通过酚红的颜色变化来判断。LAMP检测显示出100%的灵敏度和特异性。所有阿拉威运河样本和50%的进水污水样本均检测出mecA阳性，凸显了公共卫生干预的必要性。本研究成功开发并验证了一种快速、经济高效的LAMP检测方法，可在一小时内从提取的DNA中检测出水中的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。该方法的便捷性和高效性可以加强公共卫生监测，改善资源有限地区对MRSA的监测，从而有助于感染预防工作。

MCRO011T - 荚膜解聚酶

肺炎克雷伯菌 (KP) 近年来在全球肆虐，不仅威胁公众健康，也给医疗体系带来了沉重的负担。尽管抗生素最初被用于医疗，但由于 KP 的耐药性，其疗效不断下降。尤其是荚膜型 K47 KP，一种耐碳青霉烯类 KP (CRKP)，已成为院内感染的主要类型。因此，寻找针对该菌的替代疗法迫在眉睫。其中，噬菌体及其衍生酶被认为是开发抗生素替代品的潜力所在。\n在本研究中，我们旨在从自然环境中分离噬菌体。结果，我们从污水中纯化了噬菌体 K47_1 和噬菌体 K47_3，它们都可能携带荚膜多糖解聚酶 (CPD)。当感染复数 (MOI) 为 10,000 时，它们对荚膜型 K47 KP 的杀菌效果均在 99% 左右。通过全基因组测序，我们从噬菌体 K47_1 中发现了一个假定的 CPD 003。随后，表达并纯化了重组蛋白（CPD003）。对来自 K47 菌株的 CPS 进行消化，表明它是一种 K47 荚膜解聚酶。\n总之，我们分离了两种针对 K47 KP 菌株的裂解性噬菌体。这些噬菌体和其中一种的解聚酶可用于治疗 CRKP。该解聚酶可进一步用于开发针对 K47 KP 菌株的荚膜结合疫苗。

MCRO013T - 智能自动化细菌检测系统

水污染是一项全球性挑战，尤其是在依赖未经许可的自流井进行农业和畜牧业且缺乏监管的地区。本研究探讨了牲畜对细菌污染的影响，重点关注大肠菌群和大肠杆菌。我们使用传统的微生物学方法（包括倾倒平板计数、显色检测和多重PCR）分析了有牲畜和无牲畜的水井水样。结果显示，靠近畜牧场的水井细菌污染程度显著升高，表明农业活动与水传播危害之间存在直接关联。\n为了满足快速、便捷的细菌检测需求，本项目开发并验证了一种用于水样中显色细菌检测的智能自动化系统。该系统集成了Arduino Uno控制的泵、基于Raspberry Pi的AI图像分类系统以及用于实时分析的移动应用程序。显色测试图像使用两种分类方法进行分析：(1) 移动应用程序中基于AI的图像分类模型；(2) 使用Raspberry Pi上的Python进行预设颜色代码分析。统计比较证实，基于人工智能的系统实现了更高的检测准确率，减少了人为误差，并提高了可重复性。\n该系统经济高效、可扩展且用户友好，能够实时分析并发出远程污染警报，弥合了无管制用水与现代水安全标准之间的差距。它为全球水质监测，尤其是在资源匮乏的地区，提供了一个可持续的实用工具。

MCRO019 - AAV 衣壳组装的 AAP 域改组

每五个成年人中就有一人携带基因突变相关疾病（Cross 2017）。目前的新辅助疗法和纳米颗粒疗法由于肿瘤快速耐药、药物输送时间短、免疫系统排斥、毒性以及缺乏精准的受体靶向性等原因，在治疗中效果不佳。腺相关病毒 (AAV) 已被确定为基因治疗的有希望的候选病毒，但由于其衣壳蛋白、组装激活蛋白 (AAP) 和 VP 蛋白的共同进化，其衣壳组装过程面临挑战。本研究开发了一种 AAP 结构域改组技术，以生成一个人工进化和优化的 AAP 变体文库，从而增强 AAV 衣壳组装。该过程包括生成新的随机结构域改组的 AAP 插入片段，将其连接到质粒骨架上，克隆质粒，并将其转染到 AAV-293 细胞中，以产生多样化的 AAV 衣壳。最初，使用 ApE 识别结构域 DNA 悬垂序列以实现完全改组。连接实验证实，30个质粒中有28个存在结构域改组的AAP插入片段。通过DNA测序进一步评估了随机改组方法，并对生成的插入片段进行了表征。每个含有改组插入片段的克隆都包含疏水区结构域(HR)，其中产量最高的AAP具有HR-CC结构域，其余的则具有HR-PR结构域。这凸显了HR在衣壳组装优化中的关键作用。改组后，93%的质粒产生了AAV，其滴度高达3*10^9 vg/mL。所制备的AAV颗粒展现出临床潜力，可通过增强衣壳组装能力，以更少的资源，更高效地在工业规模上开发可及的AAV基因治疗方法。

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