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Reidun Twarock

Reidun Twarock ( alemán: [ ˈʁaɪdɐn ˈtvæʁɔk ] [ 1 ] ) es una bióloga matemática nacida en Alemania que trabaja en la Universidad de York . Es conocida por desarrollar modelos mat...

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Reidun Twarock ( alemán: [ ˈʁaɪdɐn ˈtvæʁɔk ] [ 1 ] ) es una bióloga matemática nacida en Alemania que trabaja en la Universidad de York . Es conocida por desarrollar modelos matemáticos de virus basados ​​en retículos de dimensiones superiores . [ 2 ] [ 3 ]

Educación

Twarock estudió originalmente física matemática en las universidades de Colonia y Bath . Durante su doctorado en la Universidad Técnica de Clausthal, experimentó con modelos de mecánica cuántica confinados a la superficie de una esfera.

Investigación

A principios de la década de 2000, mientras pensaba en el teselado de Penrose y en diferentes formas de dividir la superficie de una esfera, Twarock creó un modelo que describía la estructura excepcional de los papovaviridae . [ 4 ] Casi todos los virus icosaédricos tienen proteínas en sus cápsides dispuestas en grupos de cinco y seis, con una estructura que permite como máximo 12 grupos de cinco, pero los papovaviridae, incluido el VPH , tienen 72 grupos de cinco. [ 5 ] Esta disposición de proteínas no correspondía a ningún poliedro esférico conocido por las matemáticas.

Después de esto, Twarock se adentró en la virología. La estructura del virus HK97 también era excepcional, ya que no se podía modelar mediante ningún poliedro de Goldberg . La virología matemática hasta entonces solo había estudiado las superficies de los virus, utilizando modelos que eran teselaciones de la esfera bidimensional ; Twarock esperaba ir más allá, modelar la estructura proteica tridimensional y el interior de los virus donde se empaqueta su genoma . [ 6 ]

Se sabía que, mediante rotaciones, se podían generar patrones de proteínas virales a partir de una sola forma, copiando la misma y moviéndola de manera que se preservara la simetría. Twarock añadió una traslación hacia afuera a este proceso de generación, lo que creó patrones de puntos bastante complejos en el espacio 3D. Estos patrones resultaron predecir con precisión la forma y el tamaño de las proteínas, así como la estructura del material genético empaquetado, para muchos virus, incluidos los Nodaviridae . [ 7 ]

Los modelos resultaron útiles para estudiar el ensamblaje de virus de ARN , que implica la unión de proteínas a partes específicas del genoma que terminan en ubicaciones tridimensionales [ 8 ] que pueden determinarse matemáticamente. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Se obtuvieron más conocimientos utilizando el método de "corte y proyección" para generar teselaciones de Penrose . Sus modelos pueden pensarse como imágenes tridimensionales comprimidas de la teselación de panal 6-demicúbica , que es una versión de seis dimensiones del panal tetraédrico-octaédrico tridimensional . Diferentes virus se modelan mediante diferentes subconjuntos de los vértices de esta red. Los virus parecen usar estos patrones porque son la forma más estable de conectar múltiples capas interactuantes que tienen simetría icosaédrica .

Su trabajo tiene aplicaciones en el estudio de nanomateriales . [ 12 ]

Premios y distinciones

Véase también

Referencias

  1. ↑ "Estructura del virus a través de un microscopio matemático por Reidun Twarock" . YouTube . Consultado el 17 de septiembre de 2020 .
  2. ↑ Stewart, Ian. Las matemáticas de la vida. Basic Books, 2011.
  3. ↑ Cepelewicz, Jordana (19 de julio de 2017), "La geometría esclarecedora de los virus" , Quanta Magazine
  4. ↑ Twarock, R. (2004). "Un enfoque de teselado para el ensamblaje de la cápside viral que explica un enigma estructural en virología". Journal of Theoretical Biology . 226 (4). Elsevier BV: 477– 482. Bibcode : 2004JThBi.226..477T . doi : 10.1016/j.jtbi.2003.10.006 . ISSN 0022-5193 . PMID 14759653 .  
  5. ↑ Rayment, I.; Baker, TS; Caspar, DLD; Murakami, WT (1982). "Estructura de la cápside del virus del polioma a una resolución de 22,5 Å" . Nature . 295 ( 5845 ). Springer Science and Business Media LLC: 110–115 . Bibcode : 1982Natur.295..110R . doi : 10.1038/295110a0 . ISSN 0028-0836 . PMC 4144041. PMID 6276752 .   
  6. ↑ West, Mark (30 de septiembre de 2007). "Un enfoque de simetría para los virus" . Plus Maths . Revista Plus . Consultado el 30 de noviembre de 2014 .
  7. ↑ Keef, T.; Twarock, R. (1 de noviembre de 2008). "Extensiones afines del grupo icosaédrico con aplicaciones a la organización tridimensional de virus simples". Journal of Mathematical Biology . 59 (3). Springer Science and Business Media LLC: 287– 313. doi : 10.1007/s00285-008-0228-5 . ISSN 0303-6812 . PMID 18979101. S2CID 37042491 .   
  8. ↑ Rolfsson, Óttar; Middleton, Stefani; Manfield, Iain W.; White, Simon J.; Fan, Baochang; Vaughan, Robert; Ranson, Neil A.; Dykeman, Eric; Twarock, Reidun; Ford, James; Cheng Kao, C.; Stockley, Peter G. (2016). "Evidencia directa del ensamblaje del bacteriófago MS2 mediado por señales de empaquetamiento" . Journal of Molecular Biology . 428 (2). Elsevier BV: 431– 448. doi : 10.1016 / j.jmb.2015.11.014 . ISSN 0022-2836 . PMC 4751978. PMID 26608810 .   
  9. ↑ Autoensamblaje de cápsides virales mediante un enfoque de trayectorias hamiltonianas: el caso del bacteriófago MS2
  10. ↑ Twarock, Reidun; Valiunas, Motiejus; Zappa, Emilio (22 de septiembre de 2015). "Órbitas de incrustación cristalográfica de grupos no cristalográficos y aplicaciones a la virología" ( PDF) . Acta Crystallographica Sección A. 71 ( 6). Unión Internacional de Cristalografía (IUCr): 569–582 . arXiv : 1411.2115 . doi : 10.1107/s2053273315015326 . ISSN 2053-2733 . PMID 26522406. S2CID 36526939 .   
  11. ↑ Zappa, Emilio; Dykeman, Eric C.; Twarock, Reidun (10 de julio de 2014). "Sobre la estructura de subgrupos del grupo hiperoctaédrico en seis dimensiones" . Acta Crystallographica Sección A. 70 ( 5). Unión Internacional de Cristalografía (IUCr): 417–428 . arXiv : 1402.3136 . doi : 10.1107/s2053273314007712 . ISSN 2053-2733 . PMC 4186354. PMID 25176990 .   
  12. ↑ Conozca su cebolla, Vol. 10, pág. 244, abril de 2014
  13. ↑ "Medalla de Oro IMA 2018 otorgada al Profesor Reidun Twarock" . 14 de agosto de 2018. Consultado el 5 de enero de 2022 .
  14. ↑ "Científicos excepcionales elegidos como miembros de la Royal Society" . Royal Society . 20 de mayo de 2025. Consultado el 22 de mayo de 2025 .
  • "Base de datos de investigación de York - Prof. Reidun Twarock" . Universidad de York . Consultado el 29 de febrero de 2020 .
  • "Entrevista con Reidun Twarock FIMA" . Instituto de Matemáticas. 12 de octubre de 2019. Consultado el 29 de febrero de 2020 .
  • "Las matemáticas y la lucha contra las infecciones virales - Profesor Reidun Twarock" . YouTube . Universidad de York. 10 de febrero de 2016. Consultado el 29 de febrero de 2020 .
  • «Geometría: una nueva arma en la lucha contra los virus, profesor Reidun Twarock» . Gresham College. 20 de mayo de 2015. Consultado el 29 de febrero de 2020 .
  • "Ciclo de conferencias populares de la LMS 2008, Conoce a tu enemigo, Dr. Reidun Twarock" . YouTube . Sociedad Matemática de Londres. 15 de mayo de 2014. Consultado el 29 de febrero de 2020 .
  • "Virus bajo el microscopio matemático: descifrando el código de la geometría viral" . YouTube . Universidad de Cambridge. 10 de mayo de 2011. Consultado el 29 de febrero de 2020 .