Paulien Hogeweg (nacida en 1943) es una bióloga teórica holandesa e investigadora de sistemas complejos que estudia los sistemas biológicos como sistemas dinámicos de procesamiento de información en muchos niveles interconectados. En 1970, junto con Ben Hesper, definió el término bioinformática [2] [3] [4] como "el estudio de los procesos informáticos en sistemas bióticos".
Nacida en Ámsterdam, Países Bajos, Hogeweg se graduó con una maestría de la Universidad de Ámsterdam en 1969. En su último año como estudiante de maestría en biología, Hogeweg publicó sus estudios sobre plantas acuáticas titulados Estructura de la vegetación acuática: una comparación de la vegetación acuática en India, Países Bajos y Checoslovaquia . [5] Mientras trabajaba como voluntaria en la Universidad de Leiden, Hogeweg comenzó su estudio como estudiante de doctorado en la Universidad de Utrecht . Publicó siete artículos basados en su trabajo de doctorado. Se graduó de la Universidad de Utrecht en 1976. El título de su tesis es "Temas en el análisis de patrones biológicos", [6] que abordó la formación de patrones y el reconocimiento de patrones en biología.
Después de graduarse con una maestría en biología, fue voluntaria en un laboratorio en la Universidad de Leiden. Fue cuando hizo voluntariado en la Universidad de Leiden que conoció a Hesper y acuñó el término Bioinformática, que define como: "el estudio de los procesos de información en sistemas bióticos". [7] En 1977, Hogeweg abrió un laboratorio de investigación dedicado a la bioinformática con Ben Hesper. En 1990, Hogeweg publicó un artículo importante en el campo del estudio prebiótico: Estructura de onda espiral en hiperciclo de evolución prebiótica estable contra parásitos . En 1991, Hogeweg se convirtió en profesora titular de Biología Teórica en la Universidad de Utrecht (UU). Desde 2008, Hogeweg ha sido profesora honoraria en UU. Hogeweg ha participado como miembro del consejo editorial de Journal Theoretical Biology, Bulletin Mathematical Biology, Biosystems, Artificial Life Journal y Ecological Informatics.
A partir de extensiones asincrónicas de sistemas L, fue pionera en el modelado basado en agentes para estudiar el desarrollo de la estructura social en sociedades animales, utilizando el principio "ToDo" basado en la oportunidad, donde los agentes "hacen lo que hay que hacer", y un principio "DoDom" para la clasificación de dominio, también conocido como el efecto ganador-perdedor. [8] Este tipo de investigación más tarde se hizo popular en la vida artificial . [7]
Cuando se dispuso de los primeros datos de secuencias biológicas (del EMBL ), desarrolló un algoritmo basado en árboles para el alineamiento de secuencias múltiples. [6] que ahora es una práctica común en el alineamiento de secuencias y la filogenia. Casi al mismo tiempo, fue pionera en los algoritmos de plegamiento para predecir las estructuras secundarias del ARN. [9] También se introdujo el plegamiento del ARN para permitir un mapeo no lineal de genotipo a fenotipo para estudiar la evolución en paisajes de aptitud física complejos . [10] [11]
La primera trayectoria fase-fase de un atractor caótico en un modelo de cadena alimentaria ecológica de tres ecuaciones diferenciales apareció mucho antes de que el caos se volviera popular. [12] Fue pionera en el uso de autómatas celulares para estudiar procesos ecológicos y evolutivos espaciales y demostró que la formación de patrones espaciales puede revertir las presiones de selección evolutiva. [13] [14]
Extendiendo el modelo de Potts celular (CPM) para estudiar la morfogénesis y el desarrollo, modeló el ciclo de vida completo de Dictyostelium discoideum utilizando reglas simples para la quimiotaxis y la adhesión diferencial. [15] [16] Este enfoque CPM ahora se utiliza para modelar en varias áreas de la biología del desarrollo y la migración de células inmunes en tejidos linfoides. Finalmente, el CPM se utiliza para la investigación de EvoDevo .
En los últimos años, Hogeweg ha continuado su investigación sobre dinámica coevolutiva y morfogénesis, para ampliar la “genómica adaptativa” y estudiar la interfaz entre la regulación genética y la evolución en organismos celulares. Además, su investigación se centra en la capacidad evolutiva a nivel de la organización del genoma y las redes reguladoras, y ha demostrado que el ARN aumenta en complejidad como resultado de interacciones de la estructura secundaria y la formación de patrones espaciales. [17]
Hogeweg ha participado en diversos grupos de investigación en ciencias biológicas. Su contribución varía desde el desarrollo de métodos computacionales como el algoritmo para el alineamiento de secuencias múltiples basado en árboles, que se ha convertido en una práctica estándar. Lo más importante es que su trabajo ha contribuido en gran medida a la teoría de la bioinformática.