🔖 The physicist's guide to one of biotechnology's hottest new topics: CRISPR-Cas
Melia E. Bonomo, Michael W. Deem
🔗 arxiv.org/pdf/1712.09865.pdf
📌 ABSTRACT
Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated proteins (Cas) constitute a multi-functional, constantly evolving immune system in bacteria and archaea cells. A heritable, molecular memory is generated of phage, plasmids, or other mobile genetic elements that attempt to attack the cell. This memory is used to recognize and interfere with subsequent invasions from the same genetic elements. This versatile prokaryotic tool has also been used to advance applications in biotechnology. Here we review a large body of CRISPR-Cas research to explore themes of evolution and selection, population dynamics, horizontal gene transfer, specific and cross-reactive interactions, cost and regulation, as well as non-defensive CRISPR functions that boost host cell robustness. Physical understanding of the CRISPR-Cas system will advance applications, such as efficient and specific genetic engineering, cell labeling and information storage, and combating antibiotic resistance.
Melia E. Bonomo, Michael W. Deem
🔗 arxiv.org/pdf/1712.09865.pdf
📌 ABSTRACT
Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated proteins (Cas) constitute a multi-functional, constantly evolving immune system in bacteria and archaea cells. A heritable, molecular memory is generated of phage, plasmids, or other mobile genetic elements that attempt to attack the cell. This memory is used to recognize and interfere with subsequent invasions from the same genetic elements. This versatile prokaryotic tool has also been used to advance applications in biotechnology. Here we review a large body of CRISPR-Cas research to explore themes of evolution and selection, population dynamics, horizontal gene transfer, specific and cross-reactive interactions, cost and regulation, as well as non-defensive CRISPR functions that boost host cell robustness. Physical understanding of the CRISPR-Cas system will advance applications, such as efficient and specific genetic engineering, cell labeling and information storage, and combating antibiotic resistance.
💰 The relevance of thermodynamics to economics
https://en.wikipedia.org/wiki/Nicholas_Georgescu-Roegen#The_relevance_of_thermodynamics_to_economics
The physical theory of #thermodynamics is based on two laws: The first law states that energy is neither created nor destroyed in any isolated system (a conservation principle). The second law of thermodynamics — also known as the #entropy law — states that energy tends to be degraded to ever poorer qualities (a degradation principle).
Georgescu argues that the relevance of thermodynamics to #economics stems from the physical fact that man can neither create nor destroy matter or energy, only transform it. The usual economic terms of "#production" and "#consumption" are mere verbal conventions that tend to obscure that nothing is created and nothing is destroyed in the economic process — everything is being transformed.
The science of thermodynamics features a #cosmology of its own predicting the #heat_death_of_the_universe: Any transformation of energy — whether in nature or in human society — is moving the universe closer towards a final state of inert physical uniformity and #maximum_entropy. According to this cosmological perspective, all of man's economic activities are only speeding up the general march against a future planetary heat death locally on earth, Georgescu submits. This view on the economy was later termed '#entropy_pessimism'. Some of Georgescu's followers and interpreters have elaborated on this view.
https://en.wikipedia.org/wiki/Nicholas_Georgescu-Roegen#The_relevance_of_thermodynamics_to_economics
The physical theory of #thermodynamics is based on two laws: The first law states that energy is neither created nor destroyed in any isolated system (a conservation principle). The second law of thermodynamics — also known as the #entropy law — states that energy tends to be degraded to ever poorer qualities (a degradation principle).
Georgescu argues that the relevance of thermodynamics to #economics stems from the physical fact that man can neither create nor destroy matter or energy, only transform it. The usual economic terms of "#production" and "#consumption" are mere verbal conventions that tend to obscure that nothing is created and nothing is destroyed in the economic process — everything is being transformed.
The science of thermodynamics features a #cosmology of its own predicting the #heat_death_of_the_universe: Any transformation of energy — whether in nature or in human society — is moving the universe closer towards a final state of inert physical uniformity and #maximum_entropy. According to this cosmological perspective, all of man's economic activities are only speeding up the general march against a future planetary heat death locally on earth, Georgescu submits. This view on the economy was later termed '#entropy_pessimism'. Some of Georgescu's followers and interpreters have elaborated on this view.
Wikipedia
Nicholas Georgescu-Roegen
Mathematician, Statistician and Economist (1906-1994)
🥁 Networks Course blog - lots of interesting current events viewed from a network perspective:
http://blogs.cornell.edu/info2040/
http://blogs.cornell.edu/info2040/
Complex Systems Studies
networks-book.pdf
👉🏻 Section 16.3 in Easley and Kleinberg’s “Networks, Crowds, and Markets” is a nice and clear resource explaining #Bayes_Theorem in simple terms.
🎬 Full graduate course in #Bayesian statistics (videos + slides + homework).
https://www.zabaras.com/statisticalcomputing
#DataScience #MachineLearning
https://www.zabaras.com/statisticalcomputing
#DataScience #MachineLearning
home
Statisical Computing | University of Notre Dame
statisticalcomputing
Can you have access to Telegram even if it is blocked in your region?
Yes, but with some difficulites. – 32
👍👍👍👍👍👍👍 65%
Yes. – 14
👍👍👍 29%
No. – 3
👍 6%
👥 49 people voted so far. Poll closed.
Yes, but with some difficulites. – 32
👍👍👍👍👍👍👍 65%
Yes. – 14
👍👍👍 29%
No. – 3
👍 6%
👥 49 people voted so far. Poll closed.
Complex Systems Studies pinned «Can you have access to Telegram even if it is blocked in your region? Yes, but with some difficulites. – 32 👍👍👍👍👍👍👍 65% Yes. – 14 👍👍👍 29% No. – 3 👍 6% 👥 49 people voted so far. Poll closed.»
Life’s complex genetic code could have evolved from a primitive biochemical system based on a feedback loop and just two rules.
https://t.co/9bt35zTphK
https://t.co/9bt35zTphK
⌨ Terrific essay by Rodney Brooks on #machine_learning, with lots of the early history, including matchbox tic-tac-toe!
http://rodneybrooks.com/forai-machine-learning-explained/
http://rodneybrooks.com/forai-machine-learning-explained/
⭕️ سیستمهای پیچیده:
مقاومت(Robustness) و نبود کنترل مرکزی
🔗 http://www.sitpor.org/2017/01/complexsys1/
نظم در سیستمهای پیچیده، تنومند است، به این خاطر که بین عناصر توزیع شده، از یک مرکز تولید نشده و تحت اختلالهای کوچک پایدار است. به عنوان نمونه، نظمی که در یک دسته پرنده که با هم در حال پرواز هستند مقاوم است چرا که با وجود عوامل مختل کنندهای چون باد یا تغییرات ناگهانی یکی از پرندگان ضربهای به سیستم وارد نمیشود و دسته پرندگان از بین نمیرود. در صورتی که برای سیستمهایی که دارای کنترل مرکزی هستند، آسیبپذیری به مراتب بیشتر است. کافیست مولفه کلیدی دچار آسیب شود، آنگاه کل سیستم نابود میشود. واضح است که نبود کنترل مرکزی از ویژگیهای سیستمهای پیچیده است، با این وجود شرط کافی برای پیچیدگی نیست، چرا که سیستمهای غیرپیچیده میتوانند هیچ کنترل و یا نظمی نداشته باشند. یک سیستم با به کارگیری سازوکار تصحیح خطا میتواند نظم خود را برقرار نگه دارد. به نظر میرسد، مقاومت شرط لازم و نه کافی برای پیچیدگی باشد چرا که یک سیستم تصادفی نیز میتواند مقاوم باشد به این معنا که اختلالهای وارد شده بر آن تاثیری بر آن ندارد، به خاطر این که اصلا نظمی ندارد که بهم ریخته باشد! آبوهوای زمین مثال خوبی برای تغییرات شدید ولی بهنسبت پایدار قواعد و تناوبهای پدیدههای بنیادی مانند سرعت باد، دما، فشار و رطوبت به سبب وجود یک دینامیک غیرخطی است. یادآوری میشود که این ويژگیها نسبت به فضای حالت زیر کار، دانهدرشت هستند، به طوری که وجود این گونه ویژگیها به ما کمک میکند تا در بررسی سیستم، درجههای آزادی آن را به طور چشمگیری کاهش دهیم.
به زبان محاسباتی، مقاومت به معنی توانایی یک سیستم در تصحیح خطاهای موجود در ساختمان خود است. در نظریه ارتباطات تصحیح خطا به کمک معرفی نوعی افزونگی به دست میآید. نیازی نیست که اینگونه افزونگیها صریحا کپی از همان رشته یا بخشی از آن باشد، بلکه میتواند چیز دیگری چون بهرهبرداری از چککردن پریتی (توازن) باشد. چارلز بنت میگوید:
به نظر میرسد، بازگشتناپذیری از طریق دادن توانایی کلی تصحیح خطا به یک سیستم نویزدار، رفتار پیچیده را تسهیل میکند!
یک سلول زنده را به عنوان یک سیستم پیچیده در نظر بگیرید که دارای توانایی تعمیر (تصحیح خطا) خود است. یک سلول، خطاهای درون خود را خارج میکند و از ورود خطاهای بیرون به داخل جلوگیری مینماید و با این کار از پراکنده شدن خطا در خود جلوگیری میکند. از سوی دیگر، گاز درون ظرفی را به عنوان یکسیستم غیرپیچیده در نظربگیرید که کوچکترین اختلالی در آن به سرعت تا درجههای آزادی زیادی، بدون هیچ محدودیتی، در تمام گاز پراکنده میشود!
مقاومت(Robustness) و نبود کنترل مرکزی
🔗 http://www.sitpor.org/2017/01/complexsys1/
نظم در سیستمهای پیچیده، تنومند است، به این خاطر که بین عناصر توزیع شده، از یک مرکز تولید نشده و تحت اختلالهای کوچک پایدار است. به عنوان نمونه، نظمی که در یک دسته پرنده که با هم در حال پرواز هستند مقاوم است چرا که با وجود عوامل مختل کنندهای چون باد یا تغییرات ناگهانی یکی از پرندگان ضربهای به سیستم وارد نمیشود و دسته پرندگان از بین نمیرود. در صورتی که برای سیستمهایی که دارای کنترل مرکزی هستند، آسیبپذیری به مراتب بیشتر است. کافیست مولفه کلیدی دچار آسیب شود، آنگاه کل سیستم نابود میشود. واضح است که نبود کنترل مرکزی از ویژگیهای سیستمهای پیچیده است، با این وجود شرط کافی برای پیچیدگی نیست، چرا که سیستمهای غیرپیچیده میتوانند هیچ کنترل و یا نظمی نداشته باشند. یک سیستم با به کارگیری سازوکار تصحیح خطا میتواند نظم خود را برقرار نگه دارد. به نظر میرسد، مقاومت شرط لازم و نه کافی برای پیچیدگی باشد چرا که یک سیستم تصادفی نیز میتواند مقاوم باشد به این معنا که اختلالهای وارد شده بر آن تاثیری بر آن ندارد، به خاطر این که اصلا نظمی ندارد که بهم ریخته باشد! آبوهوای زمین مثال خوبی برای تغییرات شدید ولی بهنسبت پایدار قواعد و تناوبهای پدیدههای بنیادی مانند سرعت باد، دما، فشار و رطوبت به سبب وجود یک دینامیک غیرخطی است. یادآوری میشود که این ويژگیها نسبت به فضای حالت زیر کار، دانهدرشت هستند، به طوری که وجود این گونه ویژگیها به ما کمک میکند تا در بررسی سیستم، درجههای آزادی آن را به طور چشمگیری کاهش دهیم.
به زبان محاسباتی، مقاومت به معنی توانایی یک سیستم در تصحیح خطاهای موجود در ساختمان خود است. در نظریه ارتباطات تصحیح خطا به کمک معرفی نوعی افزونگی به دست میآید. نیازی نیست که اینگونه افزونگیها صریحا کپی از همان رشته یا بخشی از آن باشد، بلکه میتواند چیز دیگری چون بهرهبرداری از چککردن پریتی (توازن) باشد. چارلز بنت میگوید:
به نظر میرسد، بازگشتناپذیری از طریق دادن توانایی کلی تصحیح خطا به یک سیستم نویزدار، رفتار پیچیده را تسهیل میکند!
یک سلول زنده را به عنوان یک سیستم پیچیده در نظر بگیرید که دارای توانایی تعمیر (تصحیح خطا) خود است. یک سلول، خطاهای درون خود را خارج میکند و از ورود خطاهای بیرون به داخل جلوگیری مینماید و با این کار از پراکنده شدن خطا در خود جلوگیری میکند. از سوی دیگر، گاز درون ظرفی را به عنوان یکسیستم غیرپیچیده در نظربگیرید که کوچکترین اختلالی در آن به سرعت تا درجههای آزادی زیادی، بدون هیچ محدودیتی، در تمام گاز پراکنده میشود!