To go beyond extrapolating patterns of data, researchers need to devise new computational and theoretical approaches that can provide a deep causal understanding of living, biological systems. This requires not just powerful computing, but also new approaches to maths, simulations and artificial intelligence.
This is the aim of the new \u2018Barcelona Collaboratorium for Modelling and Predictive Biology<\/a>\u2019, a collaborative space jointly run by the Centre for Genomic Regulation<\/a> (CRG) and EMBL Barcelona. The initiative is spearheaded by Dr. James Sharpe from EMBL Barcelona and Dr. Ben Lehner from the CRG.
International leaders in the fields of theoretical biology, artificial intelligence\/machine learning, complex systems, physics of life, computer science and engineering will come under one roof alongside local groups and work together to find ways of controlling and engineering biology. The Collaboratorium will host both short-term and extended visits from independent research fellows, postdoctoral and doctoral researchers.
One of the main advantages of the new space is its physical distribution. It consists of an entire floor at the Fundaci\u00f3n Pasqual Maragall offices in Barcelona. The space is open plan, designed specifically to promote collaboration and interaction. <\/p>\n\n\n\n
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\u201cIn computational and theory-driven research, breakthroughs in one area of biology, may be applicable to a very different topic. It is therefore more important in this type of science to break down barriers between fields, organise researchers in a more open and fluid way, bring the local population in constant touch with visiting international scientists, and encourage cross-talk and collaboration between an interdisciplinary community of different researchers,\u201d explains ICREA Research Professor James Sharpe, Head of EMBL Barcelona. <\/p>\n\n\n\n The first call for Fellows has launched and selected personnel should be able to start working in the Collaboratorium before the end of the year. Each Fellow will work on biological systems at any scale from individual molecules to networks, cells, tissues, organs and ecosystems. Ambos centros ponen en marcha una nueva iniciativa conjunta cuyo objetivo es hacer que la biolog\u00eda sea tan \u2018dise\u00f1able\u2019 como un avi\u00f3n o un puente <\/p>\n\n\n\n El \u2018Big Data\u2019 ha transformado el mundo en que vivimos. Los ordenadores escanean millones de transacciones digitales para evitar fraudes con las tarjetas de cr\u00e9dito. M\u00faltiples sensores de seguridad trabajan en t\u00e1ndem para advertir a los pilotos o a los conductores de un fallo mec\u00e1nico inminente. Nuestra sociedad depende de tecnolog\u00edas capaces de recoger, analizar e interpretar datos para predecir eventos antes de que estos sucedan. Se procesan enormes vol\u00famenes de informaci\u00f3n en tiempo real, y retos que antes eran imposibles de realizar, se convierten en tareas rutinarias. <\/p>\n\n\n\n Este poder de predicci\u00f3n, logrado gracias a la enorme potencia de c\u00e1lculo y a las tecnolog\u00edas de inteligencia artificial, ha revolucionado nuestra forma de vivir, movernos y gastar dinero. Los cient\u00edficos esperan ahora utilizar los avances tecnol\u00f3gicos para “resolver” un problema pendiente desde hace siete d\u00e9cadas: la propia biolog\u00eda. <\/p>\n\n\n\n Desde que se describi\u00f3 el ADN por primera vez hace setenta a\u00f1os, la biolog\u00eda ha experimentado una enorme transformaci\u00f3n. Por ejemplo, los investigadores pueden secuenciar genomas enteros de forma econ\u00f3mica y r\u00e1pida, obtener im\u00e1genes de la actividad gen\u00e9tica, desde las bacterias microsc\u00f3picas hasta el cuerpo humano completo, y modificar con precisi\u00f3n el ADN de casi cualquier organismo. “La biolog\u00eda molecular y la gen\u00f3mica nos han proporcionado una buena descripci\u00f3n de la biolog\u00eda y una comprensi\u00f3n conceptual razonable, pero seguimos teniendo una capacidad muy limitada para predecir cuantitativamente c\u00f3mo responden los sistemas biol\u00f3gicos a perturbaciones como las mutaciones o los f\u00e1rmacos. Ni la teor\u00eda por s\u00ed sola ni los experimentos cl\u00e1sicos de la biolog\u00eda molecular ser\u00e1n suficientes para crear modelos verdaderamente predictivos”, explica el Profesor de Investigaci\u00f3n ICREA Ben Lehner, coordinador del programa de Biolog\u00eda de Sistemas del Centro de Regulaci\u00f3n Gen\u00f3mica (CRG). <\/p>\n\n\n\n Para ir m\u00e1s all\u00e1 de la extrapolaci\u00f3n de patrones de datos, los investigadores necesitan idear nuevos enfoques computacionales y te\u00f3ricos que puedan proporcionar una profunda comprensi\u00f3n causal de los sistemas biol\u00f3gicos vivos. Esto requiere no s\u00f3lo una potente inform\u00e1tica, sino tambi\u00e9n nuevos enfoques matem\u00e1ticos, nuevos dise\u00f1os de simulaciones y de inteligencia artificial. <\/p>\n\n\n\n Este es el objetivo del nuevo “Barcelona Collaboratorium for Modelling and Predictive Biology<\/a>“, un espacio de colaboraci\u00f3n dirigido conjuntamente por el Centro de Regulaci\u00f3n Gen\u00f3mica<\/a> (CRG) y el EMBL Barcelona. La iniciativa est\u00e1 encabezada por el Dr. James Sharpe del EMBL Barcelona y el Dr. Ben Lehner del CRG. <\/p>\n\n\n\n L\u00edderes internacionales en los campos de la biolog\u00eda te\u00f3rica, la inteligencia artificial\/el aprendizaje autom\u00e1tico, los sistemas complejos, la f\u00edsica, las ciencias computacionales y la ingenier\u00eda se reunir\u00e1n bajo un mismo techo con grupos locales y trabajar\u00e1n juntos para encontrar formas de controlar e ingeniar la biolog\u00eda. El Collaboratorium acoger\u00e1 tanto visitas de corta duraci\u00f3n como visitas prolongadas de investigadores\/as independientes, posdoctorales y estudiantes de doctorado. <\/p>\n\n\n\n Una de las principales ventajas del nuevo espacio es su distribuci\u00f3n f\u00edsica. Consiste en una planta entera en las oficinas de la Fundaci\u00f3n Pasqual Maragall en Barcelona. El espacio es una planta di\u00e1fana, dise\u00f1ada espec\u00edficamente para promover la colaboraci\u00f3n y la interacci\u00f3n. <\/p>\n\n\n\n Las primeras convocatorias para investigadores ya se han lanzado y se espera que el personal cient\u00edfico seleccionado se incorpore al Collaboratorium antes de final de a\u00f1o. Cada investigador contratar\u00e1 con peque\u00f1os equipos que trabajen en sistemas biol\u00f3gicos a cualquier escala, desde mol\u00e9culas individuales hasta redes, c\u00e9lulas, tejidos, \u00f3rganos y ecosistemas. La iniciativa se pone en marcha con el simposio inaugural – “Programmable Life<\/a>“- los d\u00edas 4 y 5 de octubre. Entre los ponentes figuran Debora Marks y Jeremy Gunawardena, de la Universidad de Harvard, y Alexander Anderson, del Moffitt Cancer Centre. Les dues institucions posen en marxa una nova iniciativa conjunta amb l’objectiu de fer que la biologia sigui tan dissenyable com un avi\u00f3 o un pont <\/p>\n\n\n\n El \u2018Big Data\u2019 ha transformat el m\u00f3n en qu\u00e8 vivim. Els ordinadors escanegen milions de transaccions digitals per a evitar fraus amb les targetes de cr\u00e8dit. M\u00faltiples sensors de seguretat treballen en t\u00e0ndem per a advertir als pilots o als conductors d’una fallada mec\u00e0nica imminent. La nostra societat dep\u00e8n de tecnologies capaces de recollir, analitzar i interpretar dades per a predir esdeveniments abans que succeeixin. Es processen grans volums d’informaci\u00f3 en temps real, i reptes que abans eren impossibles de realitzar, es converteixen en tasques rutin\u00e0ries. No obstant aix\u00f2, els cient\u00edfics de les ci\u00e8ncies de la vida encara no han aconseguit que la biologia sigui tan ‘dissenyable\u2019 com un avi\u00f3 o un pont. Per exemple, poder predir com es comportar\u00e0 una prote\u00efna amb nom\u00e9s con\u00e8ixer la seva seq\u00fc\u00e8ncia d’amino\u00e0cids podria donar pas a una nova era de possibilitats sense precedents per a la medicina, la seguretat aliment\u00e0ria i el medi ambient.\u00a0 “En la recerca computacional i te\u00f2rica, els aven\u00e7os en una \u00e0rea de la biologia poden ser aplicables a un tema molt diferent. Per tant, en aquesta mena de ci\u00e8ncia \u00e9s m\u00e9s important trencar les barreres entre camps, organitzar als investigadors d’una manera m\u00e9s oberta i fluida, posar a la poblaci\u00f3 local en contacte constant amb els cient\u00edfics internacionals, i fomentar el di\u00e0leg i la col\u00b7laboraci\u00f3 entre una comunitat interdisciplin\u00e0ria de diferents investigadors”, explica el professor de recerca ICREA James Sharpe, director de l\u2019EMBL Barcelona.\u00a0\u00a0<\/p>\n\n\n\n Les primeres convocat\u00f2ries per a investigadors ja s’han publicat i s\u2019espera que el personal cient\u00edfic seleccionat s\u2019incorpori abans de finals d\u2019any. Cada investigador treballar\u00e0 en sistemes biol\u00f2gics a qualsevol escala, des de mol\u00e8cules individuals fins a xarxes, c\u00e8l\u00b7lules, teixits, \u00f2rgans i ecosistemes.<\/p>\n\n\n\n![\"Photo](\"https:\/\/www.embl.org\/news\/wp-content\/uploads\/2022\/10\/IP_026-1024x614.jpg\")
The initiative has been launched with an inaugural symposium \u2013 \u2018Programmable Life<\/a>\u2019 \u2013 on the 4th and 5th of October. Speakers include Debora Marks and Jeremy Gunawardena from Harvard University and Alexander Anderson from Moffitt Cancer Centre.
According to the promoters of the initiative, the new space is an opportunity to put Barcelona life sciences on the map. \u201cThe transformation of molecular biology into a predictive engineering science is going to be the most important technological advance of this century\u201d concludes Dr. Lehner. \u201cThe places where this revolution happens will be where new industries pop up. It\u2019s a big opportunity.\u201d<\/p>\n\n\n
\n\n\nEl EMBL Barcelona y el CRG lideran una nueva era de la biolog\u00eda digital en Barcelona<\/h1>\n\n\n\n
Sin embargo, los cient\u00edficos de las ciencias de la vida no han conseguido que la biolog\u00eda sea tan \u2018dise\u00f1able\u2019 como un avi\u00f3n o un puente. Por ejemplo, poder predecir c\u00f3mo se comportar\u00e1 una prote\u00edna con s\u00f3lo conocer su secuencia de amino\u00e1cidos podr\u00eda dar paso a una nueva era de posibilidades sin precedentes para la medicina, la seguridad alimentaria y el medio ambiente.
La generaci\u00f3n de datos ya no es el principal obst\u00e1culo, ya que los investigadores tienen acceso a tecnolog\u00edas que generan enormes cantidades de datos de alta calidad. La preocupaci\u00f3n m\u00e1s profunda es la falta de herramientas te\u00f3ricas y computacionales que ayuden a explicar y predecir la biolog\u00eda compleja, en todas las escalas relevantes, ya sea una c\u00e9lula, un \u00f3rgano, un cuerpo entero o un ecosistema completo. <\/p>\n\n\n\n
“En la investigaci\u00f3n computacional y te\u00f3rica, los avances en un \u00e1rea de la biolog\u00eda pueden ser aplicables a un tema muy diferente. Por lo tanto, en este tipo de ciencia es m\u00e1s importante romper las barreras entre campos, organizar a los investigadores de una manera m\u00e1s abierta y fluida, poner a la poblaci\u00f3n local en contacto constante con los cient\u00edficos internacionales, y fomentar el di\u00e1logo y la colaboraci\u00f3n entre una comunidad interdisciplinaria de diferentes investigadores”, explica el profesor de investigaci\u00f3n ICREA James Sharpe, director del EMBL Barcelona. <\/p>\n\n\n\n
Seg\u00fan los impulsores de la iniciativa, el nuevo espacio es una oportunidad para poner la investigaci\u00f3n en ciencias de la vida de Barcelona en el mapa. “La transformaci\u00f3n de la biolog\u00eda molecular en una ciencia de ingenier\u00eda predictiva va a ser el avance tecnol\u00f3gico m\u00e1s importante de este siglo”, concluye el Dr. Lehner. “En los lugares donde se produzca esta revoluci\u00f3n ser\u00e1 donde surjan nuevas iniciativas empresariales. Es una gran oportunidad”. <\/p>\n\n\n
\n\n\nL\u2019EMBL Barcelona i el CRG lideren una nova era de la biologia digital a Barcelona <\/h1>\n\n\n\n
Aquest poder de predicci\u00f3, aconseguit gr\u00e0cies a l’enorme pot\u00e8ncia de c\u00e0lcul i a les tecnologies d’intel\u00b7lig\u00e8ncia artificial, ha revolucionat la nostra manera de viure, moure’ns i gastar diners. Els cient\u00edfics esperen ara utilitzar els aven\u00e7os tecnol\u00f2gics per a “resoldre” un problema pendent des de fa setanta anys: la pr\u00f2pia biologia.
Des que es va descriure l’ADN per primera vegada fa setanta anys, la biologia ha experimentat una enorme transformaci\u00f3. Per exemple, els investigadors poden seq\u00fcenciar genomes sencers de manera econ\u00f2mica i r\u00e0pida, obtenir imatges de l’activitat gen\u00e8tica des dels bacteris microsc\u00f2pics fins a tot el cos hum\u00e0 complet, i modificar amb precisi\u00f3 l’ADN de gaireb\u00e9 qualsevol organisme. <\/p>\n\n\n\n
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La generaci\u00f3 de dades ja no \u00e9s el principal obstacle, ja que els investigadors tenen acc\u00e9s a tecnologies que generen enormes quantitats de dades d’alta qualitat. La preocupaci\u00f3 m\u00e9s profunda \u00e9s la falta d’eines te\u00f2riques i computacionals que ajudin a explicar i predir la biologia complexa, en totes les escales rellevants, ja sigui una c\u00e8l\u00b7lula, un \u00f2rgan, un cos sencer o un ecosistema complet.\u00a0
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“La biologia molecular i la gen\u00f2mica ens han proporcionat una bona descripci\u00f3 de la biologia i una comprensi\u00f3 conceptual raonable, per\u00f2 continuem tenint una capacitat molt limitada per a predir quantitativament com responen els sistemes biol\u00f2gics a pertorbacions com les mutacions o els f\u00e0rmacs. Ni la teoria per si sola ni els experiments cl\u00e0ssics de la biologia molecular seran suficients per a crear models veritablement predictius”, explica el professor de recerca ICREA Ben Lehner, coordinador del programa de Biologia de Sistemes del Centre de Regulaci\u00f3 Gen\u00f2mica (CRG).\u00a0
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Per a anar m\u00e9s enll\u00e0 de l’extrapolaci\u00f3 de patrons de dades, els investigadors necessiten idear nous enfocaments computacionals i te\u00f2rics que puguin proporcionar una profunda comprensi\u00f3 causal dels sistemes biol\u00f2gics vius. Aix\u00f2 requereix no sols una inform\u00e0tica potent, sin\u00f3 tamb\u00e9 nous enfocaments matem\u00e0tics, nous dissenys de simulacions i d’intel\u00b7lig\u00e8ncia artificial.\u00a0
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Aquest \u00e9s l’objectiu del nou “Barcelona Collaboratorium for Modelling and Predictive Biology<\/a>\u201d, un espai de col\u00b7laboraci\u00f3 dirigit conjuntament pel Centre de Regulaci\u00f3 Gen\u00f2mica (CRG) i l\u2019EMBL Barcelona. La iniciativa est\u00e0 encap\u00e7alada pel Dr. James Sharpe de l\u2019EMBL Barcelona i el Dr. Ben Lehner del CRG.\u00a0
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L\u00edders internacionals en els camps de la biologia te\u00f2rica, la intel\u00b7lig\u00e8ncia artificial\/ machine learning, els sistemes complexos, la f\u00edsica, les ci\u00e8ncies computacionals i l’enginyeria es reuniran sota un mateix sostre amb grups locals i treballaran junts per a trobar maneres de controlar i enginyar la biologia. El Collaboratorium acollir\u00e0 tant visites de curta durada com visites prolongades d’investigadors independents, postdoctorals i estudiants de doctorat.\u00a0
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Una dels principals avantatges del nou espai \u00e9s la seva distribuci\u00f3. Comptar\u00e0 amb una planta sencera a l\u2019edifici de la Fundaci\u00f3 Pasqual Maragall a Barcelona. L’espai \u00e9s una planta di\u00e0fana, dissenyada espec\u00edficament per a promoure la col\u00b7laboraci\u00f3 i la interacci\u00f3.\u00a0<\/p>\n\n\n\n