¿Se necesitan habilidades completas en matemáticas al estudiar biología sintética?

La respuesta a esta pregunta depende mucho de su definición de ‘minucioso’. Seguramente necesitará conocer los conceptos básicos: algunas estadísticas básicas, corrección de errores e hipótesis nulas, cálculo diferencial, geometría 3D y cálculo vectorial. También es muy útil conocer algo de programación básica, y saber cómo funcionan los algoritmos de análisis de datos es una ventaja. El requisito de estos es darle una idea de cómo las herramientas que está utilizando son precisas y / o confiables. No necesariamente tiene que saber esto hasta el punto de ser un “experto” en la creación de su propio software de modelado, por lo general, dicho trabajo se subcontratará a personas con títulos básicos en ciencias de la computación y matemáticas / estadísticas. en esa categoría, entonces sí, probablemente necesitarás trabajar duro y construir una buena base en esa área.

Sin embargo, deberá ser minucioso con su biología molecular y biología celular. También debe ser muy bueno en química orgánica y bioquímica (si es un principiante, diría que comience con los libros de Lehninger, Alberts y Cooper). En el nivel más fundamental, concéntrese en aprender los principios de la investigación en biología sintética: no se puede esperar que conozca cada molécula de memoria y todo tipo de matices estructurales. El campo es demasiado vasto para que puedas hacerlo; en cambio, concéntrate en construir una intuición. Sea intuitivo sobre el tipo de enfoques que necesitaría para abordar un problema en particular. Tener una base básica en todas estas áreas lo ayuda a desarrollar modelos mentales de diferentes tipos de enfoques: una vez que decide qué tipo de camino le gustaría elegir, simplemente lee esa área con más profundidad para solidificar sus decisiones y enfoque. En este punto, diría que también es bastante importante conocer algunos conceptos básicos de ingeniería química: trabajé con microfluídica y tecnología de partículas una vez, y puedo decir que el conocimiento de la dinámica de fluidos fue muy útil en ese caso. En general, solo sea un lector de ciencia de mente abierta y comprenda la imagen más amplia de los temas y técnicas sobre los que lee.

¡Todo lo mejor!

Fuente: Mis propias experiencias de lectura y pasantías.

No estoy seguro de lo que quiere decir con la palabra “exhaustivo”, si se trata de un experto en matemáticas, eso es una cosa, y lo más probable es que pueda ser un biólogo sintético exitoso sin ser uno de esos. Sin embargo, estar muy cómodo con las relaciones y conceptos numéricos, estadísticos y analíticos en matemáticas es otra. Esto puede ser mucho más importante.

Si bien dudo que necesite ser una calculadora de diferencia de marcha, el campo de la biología sintética es casi la misma idea que la “ingeniería biológica”, y como tal hay conceptos científicos (incluso físicos) que se aplican de manera práctica. Por lo tanto, si bien los últimos cálculos complicados necesarios para lo que está “sintetizando” se pueden subcontratar (muchos cosmólogos y físicos de partículas hacen precisamente eso, obteniendo ayuda de matemáticos avanzados para las complicadas ecuaciones que se les ocurren), es mejor que se sienta cómodo al poner el números en contexto, entendiendo las matemáticas al menos lo suficiente para ayudarlo a comprender los conceptos de ingeniería de nivel superior que se están utilizando. No es necesariamente tan importante HACER los cálculos matemáticos de bajo nivel, será MUY importante entender por qué el cálculo se está haciendo en primer lugar y el SIGNIFICADO de la respuesta, no solo cuál es la respuesta. Por lo tanto, “minucioso” probablemente no sea necesario, “cómodo” probablemente sí.

Desde mi punto de vista, no necesitas habilidades profundas en matemáticas para estudiar biología sintética. He descubierto que las veces que necesito matemáticas, puedo encontrar un programa de computadora simple para que lo haga por mí o puedo tener a alguien que sea mejor en matemáticas que yo.

Lo que sí necesita es una buena formación en clonación molecular, expresión de proteínas y fenómenos intracelulares que puedan interferir con lo que está tratando de hacer. También necesita la capacidad de conceptualizar lo que está buscando y luego buscar componentes funcionales que puedan cumplir con su propósito. Es importante saber mucho sobre microbiología o biología celular específicamente relacionada con cualquier organismo o células con los que esté trabajando. Comprender las idiosincrasias puede ser muy útil para resolver problemas. Además, probablemente sea una buena idea saber mucho sobre la tecnología de plásmidos, recombinación y transposones.

Sin embargo, estoy bastante seguro de que muchos no estarían de acuerdo conmigo en que las matemáticas son menos importantes. Las áreas para las que podría necesitar matemáticas son el modelado de interacciones predichas de componentes intracelulares y la predicción de plegamiento de proteínas. Sin embargo, como dije anteriormente, esto se puede externalizar.

Realmente no. Mi laboratorio trabajaba frecuentemente en biología sintética, entendiendo principalmente las enzimas biosintéticas de macromoléculas complejas, y raramente usábamos matemáticas puras. La química orgánica sólida y las habilidades bioquímicas son más importantes.