数学家与病毒研究? 数学生物学? 是的，在利记sbo!

在过去的几年里. 马修·约翰斯顿 and 布鲁斯·佩尔 一直从事的类型重要吗, 我们很多人无法想象数学家会做这样的及时研究. 由国家科学基金会(NSF)资助, 约翰斯顿和佩尔以及他们的学生一直在建立复杂的病毒变异数学模型, 例如COVID-19, 以确定如何传播, 疫苗抵抗, 交叉免疫会影响新菌株的出现. 

约翰斯顿说:“我们仍然每隔几周就会看到新的COVID-19变体。. “我们在媒体上听到很多恐慌，说这些新变种是迄今为止最具传染性的. 实际上，新菌株出现的原因远比这微妙得多. 我们试图找出这些因素是什么, 这样我们就可以更好地控制传染病，无论是现在还是未来.约翰斯顿和佩尔目前的重点是利用COVID-19数据来量化疫苗耐药性和交叉免疫对单个菌株强度的影响. 他们希望, 通过建立能够尽早发现新变种的模型, 他们的研究可以为未来的公共政策提供信息，以便在新出现的菌株导致医院不堪重负和企业倒闭之前应对它们. 约翰斯顿与人合著的同行评议论文, Pell, 学生大卫·鲁贝尔调查了交叉免疫对病毒变异的影响，该研究于2023年8月发表在该杂志上 数学、生物科学与工程 .

23年夏天，利记sbo的学生开始分析由密歇根州卫生与公众服务部提供的COVID-19数据. 他们明年的重点将是把这些数据纳入按年龄和年龄范围划分人口的模型中, race, 疫苗接种情况, 包括加强注射, 了解大流行对不同群体的影响.

约翰斯顿说,, “最终目标是学生们将汇编并在期刊文章中报告他们的发现. 这是很重要的信息，因为我们与另一个组粒之间总是只有一个突变，而另一个组粒可以突破我们已经建立起来的障碍和免疫力. COVID仍在致人死亡, 不是像我们之前看到的那样, 但还是很恶心, 还残酷, 仍然影响着人们.”   

刚刚过去的这个夏天，佩尔在美国大学的年会上组织了一个小型研讨会 数学生物学学会 题为“将数据与流行病模型相结合:挑战与机遇”,约翰斯顿和其他专家在会上展示了他们的研究成果.

佩尔和约翰斯顿还致力于在利记sbo开设数学生物学专业. 数学生物学是一个高度跨学科的领域，它不属于通常的数学研究范畴, 尽管它涉及数学的所有领域(实分析和复分析), 积分与微分系统, 元数学, algebra, 几何, 数论, topology, 概率, 和统计数据, 以及计算机科学). 该领域位于重要的数学问题和生物学基本问题的交叉点. 他们希望与利记sbo提供的生物学项目协同合作.

数学在生物学中的价值部分来自统计学和微积分在量化生命科学现象方面的应用, but, 更重要的是从复杂的角度来看, 它可以通过组织信息，识别和研究紧急结构来引入复杂的现实系统. 数学科学家, 物理学家, 化学, 工程, 医学已经发展并在生物学研究中使用数学方法. 很难把握数学对生物学的广泛影响. 在生命科学和医学的几乎所有领域都有一些重要的问题需要数学家的注意. 

佩尔目前的研究重点是通过结合废水样本中的病毒数据来增强疾病传播的数学模型. “这个概念非常简单, 但是数学模型可以填补很多知识空白,他解释道. “当你感染了SARS-CoV-2, 在我们看到临床病例之前，病毒首先出现在废水系统中. 废水检测以前曾用于药物监测等其他应用，但自2019冠状病毒病大流行以来越来越受欢迎. 很少有研究人员将这种类型的数学模型与废水数据一起使用, 但它是如此强大，因为整个废水系统不断收集数据.”

他正在与几位合作者合作，包括Dr. 福清吴, 他是休斯顿公共卫生学院德克萨斯大学健康科学中心的生物医学工程师, Dr. 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的博士后丁天番(Tin Tien Phan)和他的同事. Yang Kuang是亚利桑那州立大学的数学生物学家. 吴说，这类研究很久以前就开始了. 他解释说:“这是一项实时的人口水平研究，更具包容性。. 这类研究的好处, Phan说, “是能够预测疾病的出现和传播，并影响公共卫生.”

劳伦斯理工学院加入了几所大学和公共卫生机构的行列，研究“病毒脱落”,这个术语指的是将病毒释放到国家的废水中. 这种类型的研究在确定病毒是否存在方面对美国公众有很大的价值, 病毒的早期检测, 各种病毒之间的关系, 以及应该采取哪些公共卫生政策来控制疫情传播. 美国国家科学基金会(NSF)和美国国立卫生研究院(NIH)是公共资助的组织，通过美国政府批准的预算提供财政资源.S. 科学家的大会，以研究保护人口和促进科学造福社会的问题. 佩尔获得了美国国家科学基金会的资助，用于收集、建模和分析病毒脱落数据.

土木工程专业学生Jared Pemberton在Chi Epsilon的入职仪式上, 全国土木工程荣誉学会

就读劳伦斯理工学院的好处之一, 贾里德·彭伯顿是24岁吗, 土木工程专业，辅修数学, 将其视为“他们专注于现实生活中的应用和程序的方式……理论与实践。." Pemberton和Johnston一起上微分方程课" "并学会了将微分方程应用于现实问题的所有不同方法,他说. “我了解到病毒建模研究项目. 当时我正在找一份兼职工作. 这是我的第一年，研究非常有趣. 我们看到了竞争病毒株的出现，并建立了种群模型来分析它们.”

彭伯顿已经学会了用MATLAB和Maple编程. “我们能够建立一个模型, 看看在特定的人群中，一种菌株与另一种菌株是如何比较的, 查看恢复数据, 并预测它们是否对其他菌株敏感,他说. 

有了这些研究经验，再加上他大二夏天在密歇根交通运输部的实习, 彭伯顿对利记sbo有很多话要说. “利记sbo允许他们的学生做真正重要和相关的工作. 在我的第一年, 我在混凝土测试方面获得了认证，并将这些知识应用到我在I69高速公路上的工作中. 通过我的研究，我将以合著者的身份在一篇科学论文上署名. 还有什么地方会发生这种事?!”

作者:rensame Ahee