Correo interno
Premio Marcus W. Feldman 2022 al Dr. Adrián González Casanova Soberón
Divulgación y difusión / IM-Cuernavaca 20220302 / 02 marzo 2022 / Beatriz L. Vargas G.
El Dr. Adrián González Casanova Soberón, investigador de la Unidad Cuernavaca del Instituto de Matemáticas, recibe el premio Marcus W. Feldman 2022 como coautor del artículo Modelling and simulating Lenski´s long-term evolution experiment otorgado por la revista Theoretical Population Biology (TPB) a los dos mejores artículos publicados en este medio durante los años 2019 y 2020. Los galardonados fueron: Baake, González Casanova, Probst y Wakolbinger (2019) y Agarwala y Fisher (2019).
Theoretical Population Biology es una revista interdisciplinaria especializada en la comprensión biológica a través de un enfoque basado en el desarrollo de teorías y modelos matemáticos. En ella, también se presentan resultados empíricos, métodos estadísticos y computacionales que inciden directamente en los problemas teóricos de la biología de poblaciones.
El comité del Premio Feldman estuvo integrado por Reinhard Bürger de la Universidad de Viena, quien fungió como presidente, Michael M. Desai de la Universidad de Harvard, y Claudia Neuhauser de la Universidad de Houston, sus comentarios acerca del artículo Modelling and simulating Lenski´s long-term evolution experiment fueron:
“Baake, González Casanova, Probst y Wakolbinger desarrollan un modelo de cadena de Markov de genética de poblaciones, el llamado modelo de Cannings con mutación y selección, para analizar el aumento del fitness relativo en el famoso experimento de evolución a largo plazo de Lenski. Motivados y parcialmente basados en enfoques anteriores, construyen su modelo para imitar el protocolo de transferencia en serie teniendo en cuenta gran parte de la biología subyacente. Entre estos se encuentran los efectos de población finita, detalles en la dinámica de crecimiento dentro y entre días, incrementos aleatorios de aptitud e interferencia clonal. Uno de los resultados completamente novedosos es que la desaceleración del incremento del fitness relativo observado durante el experimento, cuya ley de potencia había sido estimada previamente por medios heurísticos, se debe en parte a un efecto del diseño del experimento mismo; los autores describen el run time effect -que puede traducirse como efecto del tiempo de ejecución-, es decir, al acortamiento del período de crecimiento diario causado por la misma adaptación de la bacteria en el experimento. Esta parte de la desaceleración no es causada por epistasis de rendimientos decrecientes. El minucioso análisis matemático proporciona un significado preciso y biológicamente intuitivo a los parámetros de esta ley de potencia derivada previamente. De hecho, esta ley de potencia se desprende rigurosamente del modelo microscópico al suponer un límite de población grande. El modelo también permite la estimación de parámetros, en particular de los parámetros de epistasis. Este enfoque abre nuevos caminos, tanto conceptual como matemáticamente. Muestra de manera impresionante que las matemáticas profundas y rigurosas pueden proporcionar nuevos e importantes conocimientos sobre los hallazgos de un experimento de evolución seminal.”
En la página de la revista se publicaron los siguientes comentarios de los autores, a propósito del contexto en el que se desarrolló el proyecto de investigación que antecedió al artículo, así Ellen Baake, Adrián González Casanova, Sebastian Probst y Anton Wakolbinger, señalaron:
“El proyecto de investigación fue una intensa colaboración entre Ellen Baake, (biomatemática de la Universidad Bielefeld, Alemania), Adrián González Casanova, (matemático de la UNAM, México), Sebastian Probst (estudiante de doctorado en la Universidad de Bielefeld, Alemania) y Anton Wakolbinger (matemático en la Universidad Goethe de Frankfurt, Alemania). Construye un puente entre biología y matemáticas, de manera más precisa, entre el artículo científico de 2013 de Wiser, Ribeck y Lenski, que modela el famoso experimento de evolución a largo plazo de Lenski (LTEE) de manera heurística; y su contraparte matemáticamente rigurosa, el artículo SPA de 2016 (y ganador del Premio Itô en 2017) por González Casanova, Kurt, Wakolbinger, y Yuan (GKWY). Mientras que GKWY asumió un régimen de parámetros el cual, en el límite de una población grande, excluye la interferencia clonal, nuestro artículo presenta un refinamiento de la heurística de Gerrish-Lenski por el aumento en el fitness relativo y la interferencia clonal en la velocidad de adaptación. Describir un día en el LTEE por una generación de un modelo Cannings nos permitió usar de manera transparente conceptos de genética de poblaciones y mostrar su relación con el enfoque de WRL.
A diferencia de GKWY, asumimos el desafío que plantean las poblaciones finitas y los aumentos en el fitness relativo y lo abordamos mediante una combinación de análisis matemático y simulaciones estocásticas; aquí, el arte de simular jugó un papel fundamental. Más aún, el análisis y la simulación se estimularon entre sí.
De hecho, la idea de refinar la heurística de Gerrish Lenski surgió de una esclarecedora observación a partir de las simulaciones; asimismo, la estimación de los parámetros de la curva del experimental del fitness nos motivó a ir y venir entre la computadora y el pizarrón. Desde el punto de vista biológico, esto finalmente nos permitió desentrañar la contribución de la epistasis de lo que llamamos el efecto del tiempo de ejecución, es decir, al acortamiento del período de crecimiento diario causado por la misma adaptación de la bacteria en el experimento -esta parte de la desaceleración no es causada por epistasis de rendimientos decrecientes-. En el aspecto matemático, nuestro artículo estimuló trabajos recientes sobre la fórmula de Haldane en el régimen de selección moderadamente débil y moderadamente fuerte.
TPB nos ofreció una plataforma de alta calidad en la interfaz de biología y matemáticas. El trabajo minucioso y los comentarios perspicaces de nuestros revisores nos enriquecieron enormemente.”
¡Enhorabuena al Dr. Adrián González Casanova por tan merecido reconocimiento!
Les invitamos a leer el artÍculo en el siguiente enlace:
Modelling and simulating Lenski’s long-term evolution experiment
Texto basado en las publicaciones de Theoretical Population Biology en relación al premio Marcus W. Feldman 2022.
Nota en: