Volné místo pro začínající vědce v matematické bologii
Napsat komentář
Archiv autora: admin
50 let časopisu Theoretical Population Biology
Časopis Theoretical Population Biology oslavil padesátileté výročí svojí existence. Při této příležitosti vyšlo speciální číslo časopisu Fifty years of Theoretical Population Biology, které podává přehled o některých významných pracech v časopise publikovaných. V této souvislosti Stanford University publikovala tiskovou zprávu Stanford scientists commemorate 50 years of a “famously obscure” field, která se zabývá vztahem matematiky a biologie.
Postdoctoral Junior Group Leader in Mathematical Biology
Vystoupení v rozhlase: Matematické modely v biologii
O matematickém modelování nejen infekčních nemocí bude v pondělí 9. 3. v čase 10-10:30 hovořit Luděk Berec na stanici Český rozhlas České Budějovice.
Přednáška v Jihočeském muzeu: Matematika epidemií
Jen stěží si lze představit, že k získání znalostí o průběhu a následcích epidemií nějaký patogen úmyslně vypustíme a budeme sledovat, co se děje. I proto je tu matematika. Předpovědi matematických modelů totiž hrají velmi důležitou roli jak při tvorbě pandemických plánů organizací jako CDC či WHO, tak při boji s právě probíhající epidemií. V úterý 10. 3. se v Jihočeském muzeu uskuteční v rámci Akademických půlhodinek přednáška Luďka Berece s názvem „Matematika epidemií: na infekce s tužkou a papírem“. V této půlhodince si přiblížíme, jak se takové modely sestavují, na jakých principech jsou založeny a jakým způsobem nám k předvídání průběhu epidemií a důsledků zavedení různých kontrolních opatření slouží.
Modelování rakoviny
Integrated Mathematical Oncology centrum je součástí Moffitt Cancer Center v Tampě, Florida. Zabývá se aplikacemi matematiky na modelování někerých typů rakoviny. Např. zde byl vypracován tzv. adaptivní přístup k léčbě některých typů rakoviny. Tento přístup používá modely evoluční teorie her a populační dynamiky a byl použit v nejméně jední klinické studii. Integrated Mathematical Oncology má vlastní PhD program zaměřený na matematické modelování rakoviny.
Interakční sítě
Interakční sítě se vyskytují jak v ekologii (např. potravní sítě), tak i v biologii (např. genové nebo neuronové sítě). Ve svém výzkumu jsem se zaměřil na vliv adaptivního chování jedinců na druhovou koexistenci v potravních sítích (např. Berec et al. 2010, Krivan 2014) a v interakčních sítích s různými typy interakcí (např. Melian et al. 2009, Melian et al. 2015, Revilla and Krivan 2016, 2017).
Berec, L., Eisner, J., Krivan, V. 2010. Adaptive foraging does not always lead to more complex food webs. Journal of Theoretical Biology 266:211-218.
Evoluce lac operonu
Bakterie, které rostou na směsi dvou nebo více substrátů (např. laktózy a glukózy), nemetabolizují tyto substráty najednou, ale postupně, tj. bakterie nejprve využívají glukózu a po jejím vyčerpání se metabolismus přepne na laktózu. Molekulární mechanismus popsali François Jacob and Jacques Monod (Nobelova cena v roce 1965). V práci Krivan (2006) se řeší následující otázka: Je přepnutí metabolismu z glukózy na laktózu (nebo jiný cukr) evolučně optimalizované, tj. dochází k přepnutí metabolizmu v optimálním okamžiku? V práci Krivan (2006) se jednak vytváří nový populačně-evoluční model dynamiky systému skládajícího se ze dvou substrátů a populace bakterií. Model predikuje, při jakých koncentracích substrátů a bakterií by mělo dojít k přepnutí. Tyto teoretické predikce jsou pak konfrontovány s publikovanými daty a ukazuje se dobrá shoda mezi predikovanými a naměřenými výsledky.
Konzistence reprodukce a přenosu pohlavně přenosné infekce
Klasické modely dynamiky infekčních nemocí popisují reprodukci hostitelské populace nezávisle na popisu přenosu dané infekce. To je v pořádku v případě infekcí přenášených vzduchem či přenašeči, a také v případě pohlavně přenosných nemocí u lidí, kde pouze zanedbatelné procento pohlavních aktů vede k reprodukci. Může to však být zásadním nedostatkem v případě pohlavně přenosných nemocí u mnoha živočichů, u kterých jsou páření a reprodukce silně korelované procesy, a páření tak zprostředkovává jak reprodukci, tak přenos pohlavně přenosné nemoci. Ačkoliv by v takových případech měly matematické modely dynamiky infekčních nemocí obsahovat konzistentní popis těchto dvou procesů, není tomu tak.
První model tohoto typu interakce jsme představili v práci Berec & Maxin (2013). Ukázali jsme přitom, že dynamika vytvořeného modelu se významně liší od dynamiky klasického modelu této interakce. Podobně jsme toto ukázali pro jiný typ dynamiky páření v práci Berec et al. (2017). Vyvinutý dynamický model vykazuje řadu netriviálních bifurkací a poměrně složité chování s řadou alternativních stabilních stavů. Model s konzistencí reprodukce a přenosu pohlavně přenosné infekce jsme také použili při snaze vysvětlit, proč je zdá se málo sexuálně přenosných parazitů, kteří zvyšují šance na úspěšné páření svého hostitele (Berec & Maxin 2014) a také pro studium ochoty zdravých jedinců pářit se s jedinci nemocnými (Theuer & Berec 2018).
Přednáška: Proč by měl Darwin rád teorii her?
Evoluční teorie her je matematickým vyjádřením Darwinovy evoluční teorie. V přednášce se seznámíme se základními koncepty evoluční teorie her (např. Nashova rovnováha, evolučně stabilní strategie) a na jednoduchých modelech si ukážeme, jak tato teorie vysvětluje např. evoluci agresivity nebo evoluci kooperace.