Como a matemática ajudou os biólogos fazer uma descoberta importante
Source:Apesar do fato de que a matemática é muitas vezes referida como a ciência fundamental, ela muitas vezes não recebe o suficiente de respeito, quando representam as descobertas científicas. Mas a contribuição da matemática e estatística é extremamente importante e converteu áreas inteiras de pesquisa — muitos de abertura, não teria sido possível sem eles. Mais uma história de matemática da primeira pessoa.
Como o matemático, eu fiz uma contribuição para a descoberta científica e apresentou soluções para os problemas que estavam tentando resolver os biólogos. Sete anos atrás eu assisti uma palestra sobre o tema da pesquisa biológica, que foram realizados na universidade de Херио-Watt. Aos meus colegas foi нерешенная problema com o movimento мешкообразных estruturas, denominadas везикулами que movem os hormônios e os neurotransmissores, tais como a insulina e a serotonina, através das células e do corpo.
Seu problema era que vesículas, como é conhecido, seguido de determinadas faixas de ao esqueleto das células que levam ao especial as moléculas, que, em seguida, fazem везикулу liberar seu conteúdo em uma gaiola. No entanto, quando os biólogos tentaram encontrar esses caminhos, daqueles que não era esperado lugares.
é Importante entender como se comportam (ou não são) vesículas, porque eles estão associados a diferentes doenças, de diabetes a distúrbios neurológicos. Os biólogos não poderia encontrar uma forma de entender essas vesículas — mas eu tinha a solução da matemática instrumentação.
Matemática melhor biologia?
Depois de dois anos de colaboração, eu disse aos meus colegas: "o Meu modelo de computador e experiências melhor do que o seu microscópio!".
Sob esta muito orgulhoso declaração eu quis dizer é que, usando a matemática para a modelagem do curso de moléculas por célula, somos capazes de prever e realizar vários experimentos no computador em escala menor e mais rápido, do que sob o microscópio. Isso nos permite revelar o que não pode deixar de recursos biólogos, e até mesmo apontar na direção do alvo de moléculas para o futuro do tratamento de diabetes e distúrbios neurológicos.
O modelo Matemático permitiu-nos compreender que o movimento da vesícula requer energia — e a matemática modela-lo em energia paisagem. Imagine que везикула — isso é um ciclista, viajando de bicicleta: a paisagem pode ter lisas e irregulares-as áreas que necessitam de mais energia para superá-los. Queríamos verificar se, realmente, de vesículas de tentar evitar estas colinas.
Depois de sete anos de colaboração com biólogos com colegas provaram que a nossa hipótese está correta. Vesículas realmente seguem низкоэнергетическим "vales", evitando moléculas que criam energia colinas da energia, paisagem, escolhem o caminho mais fácil. E o resultado esperado de biólogos: vesículas realmente se encontram em um final de local e de novo e de novo usam o mesmo caminho. A diferença estava apenas na forma como eles fazem isso, e fazem isso não apenas seguindo клеточному ao esqueleto, como pensavam os biólogos eles escolhem a rota mais simples. Esta descoberta demonstrou a força da matemática e em outras ciências.
Os modelos Matemáticos permitem recolher um conjunto de gigabytes de dados brutos em uma forma compacta, o que não podem os biólogos com microscópios. Você pode facilmente fazer alterações no modelo e ver como pode mudar o comportamento de uma vesícula durante a doença, quando danificado ou uma mutação. Também pode-se mostrar, no qual as moléculas de navegar em futuros estudos e estabelecer as bases para a maior e cuidadosa modelagem de complexos processos biológicos.
Modelado de energia paisagem
A Integração avançada de microscopia de biologia celular e os modelos matemáticos pode ser aplicado a muitos outros problemas de biomedicina e acelerar o aparecimento de futuras descobertas. O movimento das moléculas e outros componentes de células — apenas um exemplo, que é capaz de matemática, mas ela, claro, não se limita.
A Matemática, muitas vezes critica a sociedade para a falta de "real" de aplicações, mas ela está se aplica a muitos problemas reais. A poluição das águas subterrâneas, financeiro e econômico de previsão, altura de erupções vulcânicas, simulação de processos biológicos e distribuição de medicamentos — para citar apenas alguns exemplos. A matemática desempenha um papel central em muitas conquistas científicas de todo o mundo e merece um papel de liderança na maioria das publicações científicas.
Gabriel o Senhor, professor de matemática na Universidade de Херио-Watts
Mais:
O que é o quatro-dimensional espaço?
Simulação de movimento da câmera no espaço quadridimensional. a Representação do mundo em várias dimensões muda a maneira como nós percebemos tudo ao redor, incluindo o tempo e o espaço. Pensar sobre a diferença entre as duas medições e três dimensõe...
Alguns estudiosos acreditam que a morte não existe. Mas por quê?
Quadro do fantástico thriller de «a Face do futuro» com Tom Cruise e Emily Blunt Cada um de nós, mais cedo ou mais tarde terá de enfrentar com a morte. Mas o que acontece no momento da morte e depois dela? Ao longo de sua história, a humani...
Computador de simulação provou – o "efeito borboleta", não há
Efeito borboleta é a propriedade de alguns caótico de sistemas Bem, os amantes de ficção científica – é hora de frustração. Lembre-se de uma história de Ray Bradbury «E estouro de trovão»? Nele, o caçador amador de nome Экельс é enviado par...
Notícias Relacionadas
Quanto mais horas, mais turva torna-se um tempo
o Tempo é uma coisa estranha. Estamos acostumados a considerar o relógio, mas o Universo não há quaisquer principais ходиков e do mostrador, o que significa que podemos experimentar o tempo de forma diferente, dependendo de como n...
A humanidade passo é chegado a criação sintética de fermento
os Cientistas mais um, mas é um passo notável se aproximaram de criação em laboratório de levedura. Eles conseguiram formar mais de cinco cromossomos de levedura. O fermento necessário para a humanidade, incluindo para a produção ...
O refinamento da velocidade de expansão do Universo pode levar a uma nova física
Isso foi no início da década de 1990. Observatório de Carnegie, em Pasadena, Califórnia, assolou-se para as férias de natal. Wendy Freedman, um na biblioteca, trabalhou enorme e тернистой problema: a taxa de expansão do Universo. ...
Росэлектроника, criou um sistema de iluminação em lasers
os Engenheiros da exploração "Росэлектроника" criaram um revolucionário sistema de iluminação, que se baseia na utilização de radiação de laser. Estes dispositivos de iluminação capaz de operar em ambientes agressivos como usinas ...
Criador dos EUA tirou python com um desenho de emoticons-emoji no corpo
Como é sabido, as mudanças na natureza ocorrem constantemente: mutações levam ao aparecimento de novas raças e até mesmo espécies, e sob a influência de condições externas do ambiente de organismos vivos podem adquirir novas propr...
O sistema operacional de código gravou na molécula de DNA
com o avanço da tecnologia e o crescente volume de dados transmitidos, os especialistas buscam, de todas as novas formas de armazenamento de informação. E, recentemente, um grupo de cientistas da universidade de Columbia, Nova Yor...
Criado esponja, capaz de limpar o oceano de petróleo e produtos de petróleo
, e de produtos refinados hoje em dia, são os principais oceanos do nosso planeta. Praticamente todos os casos graves de poluição dos oceanos estejam relacionadas com o petróleo. Mesmo se você deixar de lado um acidente grave de n...
Como foram encontrados os mais antigos fósseis do mundo
3770 milhões de anos atrás a Terra era totalmente outro. Plantas e animais não foi. O céu não era azul. A superfície parecia nua rochoso terreno baldio. E, ainda assim, é o tempo em que, como nós pensamos, foi a primeira vida. Pro...
Por que são altas as pessoas morrem cedo, e grandes animais — não?
o homem Mais alto na Europa, 2,34 metros de comprimento, o ex-jogador de basquete, o ator Neil Финглтон, jogou o papel no "Jogo de tronos", "x-Men" e "Мстителях", morreu aos 36 anos de idade. Tão a morte precoce para as pessoas de...
Concordam em modificação genética do cão por causa de sua saúde?
Os cães têm mais doenças do que qualquer outro espécies no planeta — é para você, qualquer biólogo que confirmar. E não sovret: nenhum outro animal, as pessoas não punham assim propositadamente e por muito tempo, para que o formul...
A fusão de pessoas e veículos não vai parar a rebelião das máquinas
o ceo da Tesla e fundador OpenAI Илон de Máscaras na semana passada, sugeriu que a humanidade pode anular o seu medo de enfrentar a revolta das máquinas (robôs) através da fusão com estes mesmos máquinas e transformação em ciborgu...
Encontrados os mais antigos até hoje vestígios de vida na Terra
a Origem da vida no planeta Terra é um tema muito importante para a investigação científica. Regular achados e abrir constantemente a alterar o momento do primeiro organismo vivo, mais e mais . Então, desta vez, descobertos pelos ...
Se você pode viver comendo apenas um tipo de alimento?
Nos dizer sobre os benefícios de uma dieta variada. Mas se você tivesse que sobreviver apenas por um tipo de comida — o que levaria a uma vida longa? Não só de pão vive o homem — mesmo porque já depois de um mês de tal experimento...
Alguns cientistas categoricamente contra a ressurreição de extinção de espécies de animais
No mês passado, toda a comunidade científica sobre o desejo de гарвардских cientistas ressuscitar a extinta tipos de animais. George Church, da universidade de Harvard, que estuda extinto tipos, disse que nos próximos anos vai res...
Dentro de plantas criaram um circuito elétrico
as Plantas alimentam a vida na Terra. Eles representam a fonte original de alimentos, fornecendo energia quase todos os organismos vivos, e estão na base de combustíveis fósseis, que alimentam as necessidades de energia do mundo m...
Data de criação flexível de fibra, condução de impulsos até o cérebro e volta
segundo a publicação Medical Xpress, um grande grupo de pesquisadores, que inclui engenheiros, químicos e neurocientistas, entre os quais muitos diplomados do instituto de tecnologia de Massachusetts (MIT), apresentaram flexível d...
Tomsk os cientistas criaram uma miniatura do poderoso acelerador de partículas
Recentemente, nós escrevemos sobre o fato de que na base do Ramo politécnica da universidade (TPU) criaram , como de todas as paredes da mesma instituição ou não, é menos interessante notícia. Os profissionais de TPU conseguiu des...
Se os átomos em sua maior parte em branco, por que as coisas sólido ao toque e à vista?
o Químico John Dalton propôs a teoria de que toda a matéria e objetos são compostos de partículas — átomos, e essa teoria até agora adotado pela comunidade científica, depois de duzentos anos. Cada um desses átomos é incrivelmente...
Com a ajuda de uma rede neural é possível simular o comportamento de um complexo sistema quântico
Simulação de difícil arranjados quântica de sistemas de data — é uma tarefa extremamente fácil. O fato é que os métodos tradicionais não são adequados, assim como com o aumento da complexidade do sistema, o número de seus es...
Qual é o fim da espera do sistema Solar?
Levou 13,8 bilhões de anos da evolução cósmica, para que estamos aqui. Geração de estrelas tinham que viver e morrer, a fim de criar elementos pesados; pequenas протогалактики deveriam fundir-se para formar a via Láctea; a nuvem i...
Comentários (0)
Este artigo possui nenhum comentário, seja o primeiro!