Como matemático ayudó a los biólogos hacer un importante descubrimiento

A Pesar de que las matemáticas a menudo se llama fundamental de la ciencia, ella es tan a menudo no recibe suficiente respeto, cuando son los descubrimientos científicos. Pero la contribución de las matemáticas y las estadísticas son muy importantes y que se ha transformado áreas enteras de la investigación — muchos descubrimientos, no habría sido posible sin ellos. En adelante la historia de las matemáticas en primera persona.

Como matemático, he hecho la contribución de los descubrimientos científicos y presentó la solución de los problemas que han tratado de resolver los biólogos. Siete años asistí a una conferencia sobre el tema de investigación en las que se llevaron a cabo en la universidad de Херио-Watt. Mis colegas se нерешенная un problema con el movimiento de мешкообразных estructuras, denominadas везикулами, que se mueven de hormonas y neurotransmisores, como la insulina y la serotonina, por las células y el cuerpo.

El problema fue que, vesículas, como se sabe, siguen ciertas pistas sobre el esqueleto de la célula que conducen a la especial moléculas, que luego hacen везикулу liberar su contenido en la jaula. Sin embargo, cuando los biólogos han tratado de encontrar los caminos, las de aquellos que no estaban previstos en el terreno.

Es Importante entender cómo se comportan (o no tienen) vesículas, porque están conectados con diferentes enfermedades, desde la diabetes hasta trastornos neurológicos. Los biólogos no podían encontrar la manera de entender estas vesículas — pero tenía la solución en forma matemática instrumental.

Matemáticas mejor de la biología?

Después de dos años de trabajo conjunto dije a los colegas: "Mi modelo y a la computadora experimentos mejor de su microscopio!".

Bajo este muy orgulloso de la declaración de la he tenido en cuenta que el uso de las matemáticas para modelar el movimiento de las moléculas de la célula, podemos predecir y realizar muchos experimentos en el equipo en las escalas más pequeñas y un ritmo más rápido que bajo el microscopio. Esto nos permite revelar lo que no pueden permitir que los recursos de los biólogos, e incluso indicar nosotros en la dirección de destino de las moléculas para el futuro tratamiento de la diabetes y los trastornos neurológicos.

El modelo Matemático que nos ha permitido comprender que el movimiento de vesículas requiere energía — y las matemáticas simula la energía paisaje. Imaginemos que везикула — es el ciclista, viajando en bicicleta: el paisaje puede tener lisas y desigual de las áreas que requieren más energía para su superación. Queríamos comprobar si realmente vesículas tratan de evitar estas colinas.

Después de siete años de colaboración con biólogos y con mis colegas han demostrado que nuestra hipótesis es correcta. Vesículas realmente siguen низкоэнергетическим "los valles", evitando de las moléculas que generan energía los montecillos de la energía paisaje, eligen el camino más fácil. Y el resultado esperado para los biólogos: vesículas realmente se encuentran en un extremo de localización y de nuevo y de nuevo utilizan las mismas rutas. La diferencia era sólo, como ellos lo hacen, y no lo hacen simplemente siguiendo por клеточному esqueleto, como creían los biólogos eligen el itinerario más sencillo. Este descubrimiento demostró el poder de las matemáticas y su funcionalidad en otras ciencias.

Los modelos Matemáticos permiten recopilar un montón de gigabytes de datos crudos en forma compacta, lo que no pueden biólogos de microscopios. Usted puede hacer cambios en el modelo y ver cómo puede cambiar el comportamiento de vesículas en el momento de la enfermedad, cuando están dañados o han mutado. También puede mostrar cuáles son las moléculas de navegar en investigaciones futuras y sentar las bases para una más grande y profundo de la simulación de complejos procesos biológicos.

Modelado de la energía en el paisaje

La Integración de las mejores de la microscopia con la biología celular y la elaboración de modelos matemáticos, se puede aplicar a muchas otras cuestiones en biomedicina y acelerar el inicio de futuros descubrimientos. El movimiento de las moléculas y de otros componentes celulares es sólo un ejemplo de lo que es capaz de hacer matemáticas, pero esto, por supuesto, no se limita.

Las Matemáticas a menudo critica a la sociedad por la falta de "reales" de los usos, pero todo el tiempo se aplica a muchas de las cuestiones importantes. Contaminación de las aguas subterráneas, la situación financiera y económica de la predicción, la altura de las erupciones de los volcanes, el modelado de los procesos biológicos y entrega de los medicamentos — por citar sólo algunos ejemplos. La matemática juega un papel central en muchos de los adelantos científicos de todo el mundo y se merece el papel principal en la mayoría de las publicaciones científicas.

gabriel Lord, profesor de matemáticas en la Universidad de Херио-Watt