La dinàmica dels sistemes biològics està impulsada per les interaccions entre molts elements en un determinat nivell d'organització biològica (per exemple, molecular, cel·lular, organisme), però també pels acoblaments que existeixen entre aquests nivells (per exemple, de molècules a cèl·lules i poblacions). Aquests acoblaments són altament no lineals i fan que l'anàlisi de sistemes biològics complexos sigui extremadament difícil. L'objectiu de la Biologia Matemàtica i Computacional és el desenvolupament de noves teories, models, tècniques i eines que siguin rellevants per als biòlegs i clínics. Per a això utilitzem una gran quantitat de tècniques matemàtiques que inclouen models estocàstics multiescala, teoria de sistemes dinàmics, anàlisi de pertorbacions singulars, anàlisi de bifurcació, morfometria, eines de reducció dimensional i mètodes de simulació eficients, així com estadístiques, aprenentatge automàtic o optimització. Abordem qüestions com la comprensió de com la variació genètica condueix a la variació de les característiques dels organismes, l'anomenat mapa genotip-fenotip, l'aparició d'aquest mapa en el desenvolupament embrionari, la seva influència en la direcció de l'evolució fenotípica. També formulem nous models d'evolució del virus i teràpies que tenen en compte l'heterogeneïtat intrínseca i el soroll, estudiem el disseny de noves estratègies per evitar la resistència als medicaments induïda per l'heterogeneïtat de cèl·lules canceroses i analitzem els mecanismes d'envelliment. La nostra investigació és de naturalesa col·laborativa i ens esforcem per mantenir estretes col·laboracions tant amb biòlegs com amb metges.
RESPONSABLES DE GRUP
Lloc web personal
Tomàs Alarcón
ICREA – CRM
talarcon@crm.cat
Vaig obtenir el meu doctorat en Física Teòrica per la Universitat de Barcelona l'any 2000. Després d'això vaig passar molts anys meravellosos treballant com a postdoctoral a la Universitat d'Oxford, Regne Unit (2001-2003), University College London, Regne Unit (2003-2006), i Imperial College London, Regne Unit (2006-2009). Vaig ocupar breument un càrrec d'investigador sènior i líder de grup a BCAM, Bilbao, Espanya (2009-2010), després de la qual em vaig traslladar al Centre Recerca Matemàtica on dirigí el Grup de Modelització del Càncer. També he realitzat beques de visita a la Universidad Complutense de Madrid, IIMAS (UNAM, Mèxic DF), OCCAM (Universitat d'Oxford, Regne Unit), el Mathematical Institute (Universitat d'Oxford, Regne Unit) i el Mathematical Biosciences Institute (Columbus, Ohio). , EUA). L'octubre de 2015 vaig ser nomenat professor de recerca ICREA al Centre de Recerca Matemàtica.
Lloc web personal
Sílvia Cuadrado
UAB – CRM
Professor associat (UAB) des de 2010. Doctor en Matemàtiques (2003, UAB), Càrrec de recerca a la Universitat d'Utrecht (2001). Premi Évariste Galois de la SCM (1998). Membre del consell de la Societat Europea de Biologia Matemàtica i Teòrica (2018-2023). Coordinador del Màster de Modelització per a Ciència i Tecnologia (UAB).
Lloc web personal
Gissell Estrada-Rodríguez
UPC – CRM
gissell.estrada@upc.edu
Actualment sóc professor adjunt a la Universitat Politècnica de Catalunya, Espanya. Anteriorment, vaig ser postdoctoral a la Universitat d'Oxford treballant amb Jose A. Carrillo com a part d'una beca de l'ERC. A més, vaig ser postdoctoral al Laboratoire Jacques-Louis Lion de la Sorbonne Universite com a part d'una beca de la Fondation Sciences Mathematiques de Paris (FSMP) on vaig treballar sota la supervisió de Benoit Perthame i Luis Almeida durant dos anys. Vaig acabar el meu doctorat el 2019 a Edimburg sota la supervisió d'Heiko Gimperlein i Kevin Painter.
Lloc web personal
Josep Sardanyés
CRM
jsardanyes@crm.cat
Vaig cursar la llicenciatura en Biologia a la Universitat de Barcelona (2002) i vaig obtenir un Màster i un Doctorat en Biomedicina (2009) al Complex Systems Lab (CSL, Universitat Pompeu Fabra). Durant la meva tesi doctoral vaig treballar els sistemes dinàmics i la complexitat en biologia. En obtenir el meu títol de doctor, em vaig traslladar a València on vaig ocupar una plaça postdoctoral a l'Institut de Biologia Molecular i Cel·lular Vegetal (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-UPV). El 2011 em vaig traslladar als Instituts David J. Gladstone per a un segon postdoctorat (Universitat de Califòrnia San Francisco, EUA), on em vaig centrar en la dinàmica evolutiva del virus ARN. Després, vaig tornar a traslladar-me al CSL on vaig realitzar un tercer postdoctorat (2012-2016) treballant sobre l'evolució del càncer, l'ecologia i sistemes teòrics i la biologia sintètica. L'any 2017 em vaig convertir en investigadora del CRM.
Ielyaas Cloete
Daria Stepanova
Oriol Llopis
PUBLICACIONS
Publicacions dels últims 5 anys
Calsina, À & Cuadrado, S. & Vidiella, B. & Sardanyés. J. (2023). Sobre els transitoris fantasmes en mitjans continus espacials. Chaos, Solitons & Fractals, 166, 112915. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.chaos.2022.112915
Carrasco-Mantis, A. & Alarcón, T. & Sanz-Herrera, JA (2023). Un estudi in silico sobre la influència de
Mecànica de la matriu extracel·lular sobre la vasculogènesi. Mètodes i programes informàtics en biomedicina.
231, 107369. doi: https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2023.107369
Lázaro, TJ & Alarcón, T. & Garay, CP & Sardanyés, J. (2023). La teoria semiclàssica prediu estocàstc
fantasmes escalant. Proceedings of the Royal Society A. 479: 20220621. doi: http://doi.org/10.1098/rspa.2022.0621
Chakraborty, S. & Ivančić F. i You, YJ. (2023). Paper de l'efecte de la tensió superficial a la superfície lliure deformada
del sistema de flux d'acoblament de quimiotaxi: estudi dèbilment no lineal. Physics of Fluids 35, 091908. doi: https://
doi.org/10.1063/5.0166650.
Cano-Fernández, H. & Tissot, T. & Brun-Usan, M. & Salazar-Ciudad, I. (2023). Sobre els orígens de
robustesa del desenvolupament: modelització de mecanismes d'amortització contra el soroll a nivell cel·lular. Desenvolupament 15
desembre 2023; 150 (24): dev201911. doi: https://doi.org/10.1242/dev.201911
Stepanova, D. & Byrne, HM & Maini, PK & Alarcón, T. (2023). Modelització computacional de l'angiogènesi:
La importància dels reordenaments cel·lulars durant el creixement vascular. WIREs Mechanisms of Disease, 16(2),
e1634. doi: https://doi.org/10.1002/wsbm.1634
D.Stepanova, HM Byrne, PK Maini, T. Alarcon. Un model multiescala de la dinàmica complexa de cèl·lules endotelials en l'angiogènesi primerenca. Publicat a bioRxiv.
MO Bernabeu, J. Kory, JA Grogan, B. Markelc, A. Beardo-Ricol, M. d'Avezac, J. Kaeppler, N. Daly, J. Hetherington, T. Krueger, PK Maini, JM Pitt-Francis, RJ Muschel, T. Alarcon, HM Byrne. La morfologia anormal esbiaixeix la distribució de l'hematocrit a la vasculatura del tumor i contribueix a l'heterogeneïtat en l'oxigenació dels teixits.. Publicat a bioRxiv.
AI Rodriguez-Villarreal, L. Ortega-Tana, J. Cid, A. Hernendez-Machado, T. Alarcon, P. Miribel-Catala, J. Colomer-Farrarons. Un mètode de detecció integrat per a mesures de viscositat de flux en microdispositius. Transaccions IEEE sobre enginyeria biomèdica. Acceptat per a la seva publicació (2020).
E. Cuyas, S. Verdura, B. Martin-Castillo, T. Alarcon, R. Lupu, J. Bosch-Barrera, JA Menendez. Immunometabolisme intrínsec de cèl·lules tumorals i nutrició de precisió en immunoteràpia contra el càncer. 12, 1757 (2020). doi: 10.3390/cancers12071757
E. Cuyas, J. Gumizio, S. Verdura, J. Brunet, J. Bosch-Barrera, B. Martin-Castillo, T. Alarcon, JA Encinar, A. Martin i JA Menendez. L'inhibidor de LSD1 iadademstat (ORY-1001) s'adreça a les cèl·lules mare del càncer de mama impulsades per SOX2: una teràpia epigenètica potencial en els subtipus de càncer de mama positius luminal-B i HER2. Envelliment. 12, 4794-4814 (2020). doi: 10.18632/envelliment.102887
RA Barrio, T. Alarcon, A. Hernandez-Machado. La dinàmica de les formes de les membranes de vesícules amb curvatura espontània depenent del temps. PLoS One. 15, e0227562 (2020). doi: 10.1371/journal.pone.0227562
JA Menendez, E. Cuyas, N. Folguera-Blasco, S. Verdura, B. Martin-Castillo, T. Alarcon. Assajos clínics in silico per a teràpies antienvelliment. Envelliment. 11, 6591-6601 (2019). doi: 10.18632/envelliment.102180
AV Ponce-Bobadilla, T. Carraro, HM Byrne, PK Maini, T. Alarcon. L'estructura d'edat pot explicar la proliferació logística retardada dels assajos de rascades. Bou. Matemàtiques. Biol. 81, 2706-2724 (2019). Versió preimpressió disponible a bioRxiv
Vidiella B, Valverde S, Fontich E, Sardanyés J, Transitoris en cadenes tròfiques simples amb facilitació: l'impacte de la destrucció de l'hàbitat. Ecologia teòrica (enviat)
Sardanyés J, Raich C, Alarcón T. Estabilització induïda pel soroll dels fantasmes del node de la cadira. Revisió física E (enviada)
Solé R, Sardanyés J, Elena SF, Transicions de fase en virologia. Evolució del virus (enviat)
Zaldo Q, Serra I, Alsedà Ll, Sardanyés J, Maneja R, Revisió de la fiabilitat de les dades d'ús i cobertura del sòl en estudis relacionats amb la salut humana amb el medi ambient. Política d'ús del sòl (enviada)
Vidiella B, Sardanyés J, Solé R, Escorces de sòl sintètic contra transicions verd-desert: un model espacial. Ciència oberta de la Royal Society (enviat)
Penella C, Alarcón T, Sardanyés J, Dinàmica espacio-temporal de quasiespècies fenotípiques del càncer sota teràpia dirigida. Actes del 9è Congrés Internacional de Matemàtica Industrial i Aplicada (ICIAM) (2020) Acceptades
Nurtay A, Hennessy MG, Alsedà Ll, Elena SF, Sardanyés J, Dinàmica evolutiva del virus hoste amb estratègies d'infecció especialitzades i generalistes: bifurcacions, biestabilitat i caos. Chaos (2020) Acceptat
Perona J, Fontich E, Sardanyés J, Efectes dinàmics de la pèrdua de cooperació en hipercicles de temps discret. Física D: Fenòmens no lineals 406: 132425 (2020)
Conde-Pueyo N, Vidiella B, Sardanyés J, Berdugo M, Maestre FT, de Lorenzo V, Solé R, Biologia sintètica per a la terraformació: lliçons de Mart, la Terra i el microbioma. Vida 10(2): 14 (2020)
Alsedà Ll, Vidiella B, Solé R, Lázaro JT, Sardanyés J, Dinàmica en un model de cadena alimentària en el temps discret amb una forta pressió sobre les preses. Comunicacions en ciència no lineal i simulació numèrica 84, 105187 (2020)
Sardanyés J, Piñero J, Solé R, Punts d'inflexió induïts per la pèrdua d'hàbitat en metapoblacions amb facilitació. Ecologia de la població 1-14 (2019)
Sardanyés J. Virus: Agents d'invenció evolutiva. The Quarterly Review of Biology 94(1): 90-91 (2019)
Nurtay A, Hennessy MG, Sardanyés J, Alsedà Ll, Elena SF, Condicions teòriques per a la coexistència de soques virals amb diferències en trets fenotípics: una anàlisi de bifurcació. Royal Society Open Science 6: 181179 (2019)
â € <
Fornés J, Lázaro JT, Alarcón T, Elena SF, Sardanyés J, Modes de replicació viral en paisatges de fitness d'un sol pic: una anàlisi de sistemes dinàmics. Journal of Theoretical Biology 460: 170-183 (2019)
Daniel J. Toddie-Moore Martti P. Montanari Ngan Vi Tran Evgeniy M. Brik Hanna Antson Isaac Salazar-Ciudad Osamu Shimmi, La competència mediada per retroalimentació mecanoquímica per a la senyalització BMP condueix a la formació de patrons
Salazar-Ciudad, Isaac. Per què anomenar-lo biaix de desenvolupament quan només és desenvolupament?. Biology Direct, 2021, vol. 16, pàg. 1-13.
Milocco, L., & Salazar-Ciudad, I. (2022). Evolució de la matriu G sota mapes genotips-fenotips no lineals. The American Naturalist, 199(3), 420-435.
Hagolani, PF, Zimm, R., Vroomans, R. i Salazar-Ciudad, I. (2021). Sobre l'evolució i el desenvolupament de la complexitat morfològica: una visió des de xarxes reguladores de gens. Biologia computacional PLoS, 17(2), e1008570.
Coronado-Zamora, M., Salvador-Martínez, I., Castellano, D., Barbadilla, A., & Salazar-Ciudad, I. (2019). Adaptació i conservació al llarg del cicle de vida de Drosophila melanogaster. Biologia del genoma i evolució, 11(5), 1463-1482.
Hagolani, PF, Zimm, R., Marin-Riera, M., & Salazar-Ciudad, I. (2019). La senyalització cel·lular estabilitza la morfogènesi contra el soroll. Desenvolupament, 146(20), dev179309.
PROJECTES
PDC2022-133020-I00
Sistemes dinàmics i matemàtics computacionals per a l'optimització de partícules interferents terapèutiques com a teràpia antiviral
PIs: Josep Sardanyés / Tomás Alarcón
Finançat per MICINN
PID2021-127896OB-I00
HENOCANDYN: Heterogeneïtat i soroll com a motors de l'evolució del càncer: un enfocament de sistemes dinàmics multiescala
PIs: Tomás Alarcón / Josep Sardanyés
Finançat per MICINN
PCI2022-132926
MPA4SOSTEINABILITY: Millorar el paper de les àrees marines protegides en la restauració de la biodiversitat mantenint l'accés als serveis ecosistèmics
PI: Josep Sardanyés
Finançat per IFD, ANR, FCT, AEI, SEPA
2021-SGR-00874
Los puntales matemáticos de la biología integrativa de sistemas
PIs: Tomás Alarcón
Finançat pel MINECO
PID2021-122930NB-I00
Predicció de l'evolució de fenotips complexos contrastant i combinant la genètica quantitativa i els models matemàtics de desenvolupament
PI: Isaac Salazar
Finançat pel Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
CNS2022-135397
Testeando la predicibilitat de l'evolució i del mapa genotipofenotip
PI: Isaac Salazar
Finançat pel Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades
COL·LABORADORS EXTERNS
Unitat Associada del CSIC (DySCoVir) entre I2SysBio i CRM
L'I2SysBio i el Centre de Recerca Matemàtica posen en marxa la unitat associada Sistemes Dinàmics i Virologia Computacional (DysCoVir) — Notícies - Lloc web de DysCoVir