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Camino de Paulien Hogeweg

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".

Vida temprana y educación

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.

Carrera

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.

Investigación

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]

Colaboraciones

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.

Referencias

  1. ^ Prof.dr. P. Hogeweg (1943 -) en el Catalogus Professorum Academiæ Rheno-Traiectinæ
  2. ^ Hesper, Ben; Hogeweg, Paulien (1970). "Bioinformática: un concepto de trabajo". Kameleón . 1 (6): 28–29.
  3. ^ Hesper, Ben; Hogeweg, Paulien (2021). "Bioinformática: un concepto de trabajo. Una traducción de" Bio-informatica: een werkconcept "de B. Hesper y P. Hogeweg". arXiv : 2111.11832v1 [q-bio.OT].
  4. ^ Hogeweg, Paulien (2011). Searls, David B. (ed.). "Las raíces de la bioinformática en la biología teórica". PLOS Computational Biology . 7 (3): e1002021. Bibcode :2011PLSCB...7E0020H. doi : 10.1371/journal.pcbi.1002021 . PMC 3068925 . PMID  21483479. 
  5. ^ Hogeweg, Paulien; Brenkert, AL (1969). "Estructura de la vegetación acuática: una comparación de la vegetación acuática en la India, los Países Bajos y Checoslovaquia". Trop. Ecol . 10 : 139–162.
  6. ^ ab Hogeweg, P.; Hesper, B. (1984). "El alineamiento de conjuntos de secuencias y la construcción de árboles filéticos: un método integrado". J Mol Evol . 20 (2): 175–186. Bibcode :1984JMolE..20..175H. doi :10.1007/bf02257378. PMID  6433036. S2CID  29280525.
  7. ^ ab Alejandra Manjarrez. “Pensar en la simplificación más interesante” una conversación con Paulien Hogeweg.
  8. ^ Hogeweg, P.; Hesper, B. (1985). "Procesos socioinformáticos, una metodología de modelado MIRROR". J Theor Biol . 113 (2): 311–330. Bibcode :1985JThBi.113..311H. doi :10.1016/s0022-5193(85)80230-7.; Hogeweg, P.; Hesper, B. (1983). "La ontogenia de la estructura de interacción en colonias de abejorros: un modelo MIRROR". Behav Ecol Sociobiol . 12 (4): 271–283. doi :10.1007/bf00302895. S2CID  22530183.
  9. ^ Hogeweg, P.; Hesper, B. (1984). "Plegamiento de secuencias de ARN dirigido por energía". Nucleic Acids Research . 12 (1 Pt 1): 67–74. doi :10.1093/nar/12.1part1.67. PMC 320984 . PMID  6198625. 
  10. ^ Huynen, MA; Hogeweg, P. (1994). "Generación de patrones en la evolución molecular: explotación de la variación en los paisajes del ARN". J Mol Evol . 39 (1): 71–79. Bibcode :1994JMolE..39...71H. doi :10.1007/bf00178251. PMID  7520506. S2CID  8369216.
  11. ^ Konings, DAM; Hogeweg, P. (1989). "Análisis de patrones para la estructura secundaria del ARN. Similitud y consenso del plegamiento de energía mínima". J Mol Biol . 207 (3): 596–614. doi :10.1016/0022-2836(89)90468-3. PMID  2474658.
  12. ^ Hogeweg, P.; Hesper, B. (1978). "Instrucción interactiva sobre interacciones poblacionales". Comput Biol Med . 8 (4): 319–27. doi :10.1016/0010-4825(78)90032-x. PMID  729362.
  13. ^ Boerlijst, MA; Hogeweg, P. (1991). "Estructura de onda espiral en la evolución prebiótica: hiperciclos estables frente a parásitos". Physica D . 48 (1): 17–28. Bibcode :1991PhyD...48...17B. doi :10.1016/0167-2789(91)90049-f.
  14. ^ Hogeweg, P.; Hesper, B. (1981a). "Dos depredadores y una presa en un entorno irregular: una aplicación del modelado MICMAC". J Theor Biol . 93 (2): 411–432. Bibcode :1981JThBi..93..411H. doi :10.1016/0022-5193(81)90113-2.
  15. ^ Maree, AFM; Hogeweg, P. (2001). "Cómo los ameboides se autoorganizan en un cuerpo fructífero: coordinación multicelular en Dictyostelium discoideum" (PDF) . Proc Natl Acad Sci USA . 98 (7): 3879–3883. Bibcode :2001PNAS...98.3879M. doi : 10.1073/pnas.061535198 . PMC 31146 . PMID  11274408. 
  16. ^ Savill, NJ; Hogeweg, P. (1997). "Modelado de la morfogénesis: desde células individuales hasta babosas rastreras". J Theor Biol . 184 (3): 229–235. Bibcode :1997JThBi.184..229S. CiteSeerX 10.1.1.139.3050 . doi :10.1006/jtbi.1996.0237. PMID  31940735. 
  17. ^ Hogeweg, Paulien. «Curriculum Vitae de Paulien Hogeweg» (PDF) .

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