EVANSTON - La Northwestern University ha ricevuto una sovvenzione di 10 milioni di dollari per finanziare la ricerca in biologia quantitativa, un campo interdisciplinare che utilizza modelli matematici per descrivere e analizzare lo sviluppo di organismi viventi.

Fondazione nazionale della scienza
Congiuntamente finanziato dalla National Science Foundation (NSF) e dalla Simons Foundation, la sovvenzione altamente competitiva stabilirà il Centro NSF-Simons per la biologia quantitativa. Il centro consentirà una ricerca collaborativa innovativa all’incrocio tra matematica e biologia molecolare, cellulare e organismica, per stabilire nuove connessioni e promuovere l’educazione interdisciplinare.



"L’ecosistema di ricerca interdisciplinare collaborativo della Northwestern è l’ambiente ideale per il nuovo centro", ha dichiarato Jay Walsh, vice presidente della ricerca della Northwestern. "La biologia quantitativa si basa su una serie di domini della conoscenza - dalle scienze fisiche e della vita alla matematica e all’informatica - nel tentativo di comprendere le fondamentali" regole della vita ". I punti di forza delle nostre facoltà in tutti questi settori distinguono la Northwestern e ci permettono di stabilire questo hub di conoscenza dinamico. "

I laboratori
Studiando animali da laboratorio che vanno dai moscerini della frutta ai vermi alle rane, i ricercatori del centro affronteranno le domande fondamentali su come si sviluppa la vita, compreso il modo in cui una singola cellula può autoassemblarsi in un animale complesso e vivente con parti elaborate, ognuna con le proprie funzioni complesse . La biologia quantitativa analizza queste domande associate alle proprietà emergenti nei sistemi viventi utilizzando tecniche matematiche, statistiche, computazionali e di big data.



"Il centro applicherà la matematica alla ricerca biologica evolutiva, che è rara oggi", ha detto Richard Carthew, direttore del Centro per la biologia quantitativa di NSF-Simons e il professore di biologia molecolare Owen L. Coon nel Weinberg College of Arts and Sciences del Northwestern. "La speranza è che la matematica rivoluzionerà lo studio della biologia in un modo che emula l’impatto che la matematica ha avuto sulla ricerca sulla fisica". Il centro faciliterà anche collaborazioni strette e sostenute tra i biologi sperimentali e gli scienziati matematici della Northwestern. Questi ricercatori interdisciplinari lavoreranno all’incrocio dei loro campi - utilizzando tecnologie all’avanguardia come genomica, microscopia, intelligenza artificiale e visione artificiale - per scoprire intuizioni e approcci che non sarebbero stati possibili lavorando in un campo solo.



William Kath
"Questo finanziamento ci offre un’enorme opportunità di riunire un numero di ricercatori di talento in un unico gruppo coeso", ha detto William Kath, co-direttore del centro e professore di scienze ingegneristiche e matematica applicata presso la McCormick School of Engineering del Northwestern. "Questo creerà un’intera nuova serie di interazioni che accelereranno enormemente la ricerca."



"Fisici, ingegneri e matematici sono stati integrati insieme ai Bell Labs e hanno inventato il transistor", ha aggiunto Carthew. "La nostra speranza è che una formula simile di matematici e biologi che lavorano insieme realizzeranno scoperte altrimenti impossibili." I ricercatori interdisciplinari del centro includeranno Madhav Mani, un assistente professore di scienze ingegneristiche e matematica applicata a McCormick e di bioscienze molecolari a Weinberg, la cui ricerca è incentrata sulla biologia quantitativa. Un fisico, Mani conduce il suo lavoro in stretta collaborazione con laboratori sperimentali che studiano le dinamiche dello sviluppo dell’organismo.

"Le astrazioni matematiche di complessi fenomeni biologici stanno iniziando a rivelare - anche a rilevare - nuovi modelli che sintetizzano, sfidano e guidano la sperimentazione", ha detto Mani. "Un simile approccio è tempestivo e necessario per generare scoperte alla luce della natura delle domande e dell’abbondanza di dati generati dai laboratori in questi giorni".