融合：A+B生物学

数学和生物学，一对出人意料的科学组合？不是真的。在盎格鲁撒克逊国家，自19世纪末以来，这两个学科之间一直存在桥梁。查尔斯·达尔文的工作为分析他收集的数据的统计工具的出现铺平了道路。在法国，这种联系在20世纪下半叶之前很难想象，生物学继承了布冯的观察和分类。只有从50年代到60年代，随着生物调查工具的大规模发展，科学家才积累了需要解释的数据。“数学为生物学家提供了解释无法直接观察到的东西的模型，”Inria研究总监兼合并项目团队负责人Marie Doumic说。在应用数学中心，MERGE——理解进化、生殖、增长和出现的数学——植根于两个学科的界面，在人口动态的旗帜下聚集了大约15名研究人员。“跨学科是我们存在的理由。对我们来说，它是一个取之不尽的新数学问题或旧问题的新视角的宝库。对于生物学家来说，这是对新思维方式和其他工作途径的开放。”

项目团队参与老龄化和癌症领域，以及不同规模的建模。“我们对后一个领域特别感兴趣，因为它涵盖了在微观尺度上描述现象的随机方法（编者注：随机量演化分析），以及在更宏观尺度上的所谓平均方法，”研究人员解释说。

开发知识

虽然合并成员开发的研究彼此相似，但所开展的各种工作总是带来更多的知识和新颖性。例如，一个关于淀粉样纤维断裂的项目导致玛丽·杜米奇（Marie Doumic）建立了一套创新的方程-基于生态学家珍视的猎物-捕食者相互作用系统-来模拟这些蛋白质在某些神经退行性疾病中的聚合，并为生物学家的观察提供科学解释。

“这些研究课题令人兴奋。通过它们，我们试图构建创新的数学对象，为生物学家服务，”CMAP*教授、法国大学研究所成员Sylvie Méléard补充道。

数学建模和生物多样性主席（MMB-与国家自然历史博物馆合作）的创始人与高等师范学院的微生物学家和巴黎圣路易斯医院的肿瘤学家密切合作。“我试图使用数学方程描述细胞随时间的行为（分化、分裂、死亡），以考虑突变的出现，Sylvie Méléard解释说：“突变体的行为，并向医生和生物学家展示可能的进化场景。”。例如，它涉及模拟生物体中突变细胞的出现和增殖，以优化化疗，或针对抗生素混合物的细菌系的进化，以对抗抗生素耐药性。“但我们不要自欺欺人。生物学是复杂的。所有这些都需要时间，”这位数学家警告说。

Sylvie Méléard不是唯一一个在合并中治疗抗生素耐药性的人。作为CMAP的研究员，Gaël Raoul从空间结构的角度对其进行了研究。换句话说，他的数学模型考虑了生物体如何占据环境以及它们如何与环境相互作用。因此，他使用偏微分方程和概率方法研究抗生素剂量或医院卫生程序对耐药或医院获得性细菌出现的影响。“我从一个健康的角度来看待这项工作，也就是说，考虑到人类、动物和环境健康。这是抗生素耐药性的中心主题，”Gael Raoul解释道。研究人员开发的工具甚至有助于追踪细菌的生命历程。“微生物引起的医院疾病是一系列非常罕见的事件的结果，这些事件可以从数学上追溯，从而预测或更好地理解。”

最近，空间结构建模也使研究人员转向圭亚那森林。NFB注意到几片森林的死亡，并质疑树木适应气候变化的能力，以及在这种情况下为保护森林而采取的行动。为此，数学家必须定义一个场景包络，他将一个接一个地通过他的数学模型。“这是稳健的优化。Gaël Raoul解释说：“这里考虑了所有可能发生的情况，包括最极端的情况，这些情况通常被认为不太可能。”。“我们的目标是超越NFB已经掌握的数字模拟，构建一个简单易用的信息，向当地参与者传播。”P>

Passeurs

今天，数学家的专业知识得到生物学家的认可和认可。他们毫不犹豫地要求同事们对他们的工作有新的了解。20年来，Sylvie Méléard和她的MMB主席为建立一个强大而充满活力的“数学生物”社区做出了巨大贡献。“我们仍然需要这两个领域之间的走私者，合并正在为此做出贡献，”教授说。“该团队处于数学、生物学和医学的十字路口。Marie Doumic、Sylvie Méléard和Gaël Raoul总结道：“我们相信，与同事共同构建的理论可以支持我们对生活世界的理解，并使我们能够想象当前问题的答案。”。