EVANSTON - Die Northwestern University erhielt einen Zuschuss in Höhe von 10 Millionen US-Dollar zur Finanzierung der Forschung in der quantitativen Biologie, einem interdisziplinären Bereich, der mathematische Modelle zur Beschreibung und Analyse der Entwicklung lebender Organismen verwendet.

Nationale Wissenschaftsstiftung
Der von der National Science Foundation (NSF) und der Simons Foundation gemeinsam finanzierte Zuschuss wird das NSF-Simons Center for Quantitative Biology einrichten. Das Zentrum wird innovative, kooperative Forschung an der Schnittstelle von Mathematik und molekularer, zellulärer und organisatorischer Biologie ermöglichen, um neue Verbindungen herzustellen und interdisziplinäre Bildung zu fördern.



"Das kooperative, interdisziplinäre Forschungsökosystem von Northwestern ist die ideale Umgebung für das neue Zentrum", sagte Jay Walsh, Vice President for Northwestern. „Quantitative Biologie stützt sich auf eine Reihe von Wissensbereichen - von den Physik- und Lebenswissenschaften bis hin zu Mathematik und Informatik -, um die grundlegenden„ Lebensregeln “zu verstehen. Unsere Fakultätsstärken in diesen Bereichen unterscheiden Nordwesten und ermöglichen es uns, diesen dynamischen Wissensstandort aufzubauen.

Die Labore
Durch die Untersuchung von Labortieren, angefangen bei Fruchtfliegen über Würmer bis hin zu Fröschen, werden die Forscher des Zentrums grundlegende Fragen zur Entwicklung des Lebens beantworten. Dazu gehört auch, wie sich eine einzelne Zelle zu einem komplexen, lebenden Tier mit komplizierten Teilen zusammenstellen kann, von denen jede ihre eigenen komplizierten Funktionen aufweist . Die quantitative Biologie untersucht diese Fragen im Zusammenhang mit aufkommenden Eigenschaften in lebenden Systemen unter Verwendung mathematischer, statistischer, rechnerischer und Big Data-Techniken.



"Das Zentrum wird Mathematik auf die biologische Entwicklungsforschung anwenden, was heute ungewöhnlich ist", sagte Richard Carthew, Direktor des NSF-Simons Center for Quantitative Biology und des Owen L. Coon-Professors für Molekulare Biowissenschaften am Weinberg College of Arts and Sciences im Nordwesten. "Die Hoffnung ist, dass die Mathematik das Studium der Biologie auf eine Art und Weise revolutionieren wird, die die Auswirkungen der Mathematik auf die Physikforschung widerspiegelt." Das Zentrum wird auch eine enge und dauerhafte Zusammenarbeit zwischen experimentellen Biologen des Nordwestens und Mathematikern ermöglichen. Diese interdisziplinären Forscher werden an der Schnittstelle ihrer Bereiche arbeiten - unter Verwendung modernster Technologien wie Genomik, Mikroskopie, künstlicher Intelligenz und Computer Vision -, um Erkenntnisse und Ansätze aufzuzeigen, die mit einem einzigen Bereich nicht möglich wären.



William Kath
"Diese Finanzierung bietet uns eine großartige Gelegenheit, eine Reihe talentierter Forscher zu einer zusammenhängenden Gruppe zusammenzubringen", sagte William Kath, Co-Direktor und Professor für Technische Ingenieurwissenschaften und angewandte Mathematik der Northwestern McCormick School of Engineering. "Dadurch werden neue Interaktionen geschaffen, die die Forschung enorm beschleunigen."



"Physiker, Ingenieure und Mathematiker wurden in den Bell Labs integriert und erfanden den Transistor", fügte Carthew hinzu. "Wir hoffen, dass eine ähnliche Formel aus Zusammenarbeit von Mathematikern und Biologen zu Entdeckungen führt, die ansonsten unmöglich sind." Zu den interdisziplinären Forschern des Zentrums gehören Madhav Mani, Assistenzprofessor für Ingenieurwissenschaften und angewandte Mathematik in McCormick und für molekulare Biowissenschaften in Weinberg. deren Forschung sich auf quantitative Biologie konzentriert. Der Physiker Mani führt seine Arbeit in enger Zusammenarbeit mit experimentellen Labors durch, in denen die Dynamik der Entwicklung von Organismen untersucht wird.

"Die mathematischen Abstraktionen komplexer biologischer Phänomene helfen dabei, neue Muster zu entdecken, die Experimente synthetisieren, herausfordern und leiten", so Mani. "Ein solcher Ansatz ist zeitnah und erforderlich, um angesichts der Art der Fragen und der Fülle von Daten, die heutzutage von Labors generiert werden, Durchbrüche zu erzielen.".