
🌟 澳大利亚墨尔本大学全奖博士项目 | 波动环境下生物适应的数学建模 —— 从细菌异质性到抗生素耐药性,解锁跨学科研究新维度
📍 项目核心亮点 院校:墨尔本大学(University of Melbourne)数学与统计学院
- 澳洲顶尖学府,QS 数学学科全球前 30,墨尔本数学与生物学研究中心(Melbourne Mathematical Biology)核心项目
导师:Dr. Alexander Browning(随机过程与生物数学专家)与 A/Prof Douglas Brumley(微生物组动力学专家)联合指导 领域:应用数学、计算生物学、随机过程、微生物生态学 学制:3-4 年全日制博士(2025 年 9 月入学) 资助: - 墨尔本大学科学学院奖学金,覆盖学费 + 年薪 AU$38,500(约€23,000),享受澳洲科研津贴与会议资助
- 学院保底支持:若未获学院奖学金,数学与统计学院直接提供资助
🧫 研究使命:用数学语言解析生物应对环境波动的 “生存策略” 细菌通过种群异质性(如持久性细胞)应对环境变化,这种 “生物对冲” 策略既是生存优势,也是抗生素耐药性产生的关键。本项目通过数学建模 + 实验验证,揭示波动环境下生物异质性的演化机制:
随机动态模型开发
- 构建随机微分方程(SDE)模型,描述细菌种群在营养波动、抗生素压力下的表型异质性演化;
- 结合分支过程理论,量化持久性细胞(persisters)的产生速率与环境波动的关联性。
实验系统创新与验证
- 设计计算机控制的生物反应器(如 Chemostat),模拟动态环境(如周期性营养脉冲、抗生素冲击);
- 使用荧光标记技术(如 GFP/RFP 报告系统)追踪异质种群动态,校准模型参数(如分裂速率、死亡概率)。
跨尺度机制解析
- 从分子(如第二信使 ppGpp 调控)到种群水平,建立多尺度模型,预测异质性对菌群长期演化的影响;
- 与临床数据结合,探索模型在抗生素联合治疗方案优化中的应用(如间歇性给药策略设计)。
🔢 技术平台与资源- 数学与计算工具:
▪ 随机过程模拟(如 Euler-Maruyama 方法)、动力系统分岔分析(MATLAB/Simulink) ▪ 贝叶斯模型推断(PyMC3/TensorFlow Probability),处理实验数据的不确定性 - 实验设施:
▪ 墨尔本大学生物反应器实验室(含自动化培养系统、流式细胞仪) ▪ 微生物组分析平台(16S 测序、转录组学) - 跨学科合作:
▪ 与墨尔本医学院合作,获取临床分离菌株(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌) ▪ 参与澳洲抗菌药物研发中心(AMR Centre)项目,推动模型转化
🚀 适合人群:跨学科研究的 “建模先锋” 理想候选人:
- 学术背景:
- 应用数学、统计学、物理学或工程学本科 / 硕士(需一等荣誉学位),具备生物相关课程基础(如分子生物学、生态学);
- 硕士研究涉及微分方程建模或微生物实验(如种群动力学、抗生素药敏实验)优先。
- 核心技能:
必备技能 | 优先技能 |
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常微分方程 / 随机微分方程 | 生物反应器操作经验 | Python/Mathematica 编程 | 荧光显微镜或流式细胞术经验 | 统计推断(如 MCMC 方法) | 细菌培养与基因编辑(CRISPR-Cas9) |
- 软技能:
- 对 “数学 + 生物学” 交叉研究有热情,能解读微生物学文献;
- 具备团队协作精神,适应湿实验与干建模交替的研究模式。
📝 申请材料清单(英文提交,邮件发送)- 求职信(1 页,强制匹配筛选标准):
- 需明确回应:
▪ 数学能力:“本科论文使用 SDE 模型模拟布朗运动,误差率低于 5%” ▪ 编程经验:“熟练使用 NumPy 求解偏微分方程,曾开发种群动态可视化工具” ▪ 生物学兴趣:“硕士期间研究大肠杆菌生物膜形成,发现群体感应基因的表达异质性”
- 学术成绩单:
- 包含本科 / 硕士所有课程成绩,需翻译为英文,注明 grading scheme(如 GPA 算法)
- 简历(CV):
- 分板块:“数学建模项目”“生物实验经历”“编程技能”,附上 GitHub 代码仓库或实验数据报告链接
- 列出参与的科研项目(如 “开发抗生素耐药性演化模型,发表于PLoS Computational Biology”)
- 推荐信(至少 1 封):
- 需来自数学或生物学领域导师,强调建模能力或实验技能(如 “独立设计微生物波动环境实验,数据被 3 篇顶刊引用”)
- 英语能力证明:
- 雅思 6.5+/ 托福 90+(英语授课硕士可豁免)
🚀 申请策略:突出 “模型 - 实验 - 转化” 闭环能力- 提前联系导师(强制加分):
- 邮件主题:“Melbourne PhD Application_生物适应建模_你的姓名”,发送至:
📩 alex.browning@unimelb.edu.au - 内容重点:“曾在悉尼大学开发细菌持久性细胞随机模型,模拟结果与实验吻合度达 85%”,并附 1 页模型摘要 + 关键公式
- 面试准备:
- 数学问题:“简述随机微分方程与常微分方程在生物建模中的核心区别”
- 跨学科问题:“如何设计实验验证模型预测的持久性细胞比例?”
- 文献考察:“讨论Nature Reviews Microbiology中关于细菌异质性的最新综述观点”
- 差异化竞争力:
- 展示交叉经历:“本科辅修微生物学,参与设计抗菌肽筛选实验,掌握 96 孔板药敏检测技术”
- 量化成果:“开发的种群异质性分析算法,将数据处理效率提升 3 倍,已申请软件著作权”
💌 联系与支持- 学术导师:Dr. Alexander Browning
🔬 研究方向:随机过程、生物数学、抗菌药物耐药性 📩 alex.browning@unimelb.edu.au | 🌐 个人主页 - 项目协调:墨尔本大学数学与统计学院研究生办公室
📩 math-phd@unimelb.edu.au - 平等机会:墨大承诺性别平等,残障申请者可申请实验室无障碍改造,提供跨文化适应支持
✨ 立即申请,成为生物数学领域的 “环境适应解读者”! 你的研究将为抗生素治疗策略提供理论支撑,从数学公式到生物反应器,每一次建模与实验都在破解细菌 “生存密码”。墨尔本的学术自由与跨学科资源,期待兼具数学严谨与生物洞察力的你,加入这个改写抗菌药物研究的顶尖团队!
👉 7 月 30 日前提交申请,备注 “墨大生物数学博士”,附模型模拟动态图或实验数据图表,大幅提升录取几率!
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