研究者らは、仮想人工知能細胞を作成するための世界的な取り組みを呼びかけています。

人工知能の最近の進歩と人間の生物学に関する大規模な実験データの存在が臨界量に達していることに注目して、研究者のチームは、 スタンフォード大学、ジェネンテックとチャン・ザッカーバーグ・イニシアチブは次のように述べています。 科学 それを活かす「前例のない機会」がある 人工知能 (AI) するために 世界初の仮想人間細胞を作成する。このようなセルは、人間の生体分子、細胞、そして最終的には組織や器官の正確な動作を表現し、シミュレートできるようになります。

«ヒト細胞のモデリングは生物学の聖杯と考えられます」と彼女は言いました エマ・ランドバーグ、スタンフォード大学工学部および医学部のバイオテクノロジーと病理学の准教授であり、世界初の仮想人工知能セルを作成するための調整された世界的な取り組みを提案するジャーナル「Cell」の新しい記事の主著者です。 」または 人工知能 データから直接学習し、仮定や予感を超えて、複雑な生物学的システムの新たな特性を発見する能力を提供します。»。

このような合成細胞モデルにより、健康な人間の細胞が機能し、 細胞の機能不全や死につながる病気の根本的な原因が明らかになります。。

おそらく最も興味深いのは、仮想 AI セルを使用すると、科学者が生体内ではなくコンピュータ上で実験できるようになるということです。つまり、生きた細胞や生物の代わりにコンピュータ上で実験することを意味します。この機能により、人間の生物学に対する理解が広がり、新しい治療法、医薬品、そしておそらくは病気の治療法の探索が加速されるでしょう。 がん生物学者は、特定の突然変異がどのようにして健康な細胞が悪性細胞に変化するかをモデル化できる可能性がある。

微生物学者は、いつかウイルスが感染細胞に及ぼす影響、さらには宿主生物に及ぼす影響を予測できるかもしれません。医師はいつの日か、患者の「デジタルツイン」で治療法をテストできるようになり、長年約束されてきた、より速く、より安く、より安全な個別化医療の時代の到来を告げることができるでしょう。

しかし、成功とみなされるためには、仮想 AI セルが 3 つの成果を達成する必要があると著者らは主張しています。初め、 研究者がすべての種と細胞型にわたって普遍的な表現を作成できるようにする必要があります。あなたもそうすべきです 細胞機能を正確に予測します、行動とダイナミクス、そして細胞メカニズムを理解すること。そして最後に、人工知能を備えた仮想セル これにより、コンピューター実験で仮説を検証し、データ収集をガイドできるようになります。、現在よりもはるかに低い速度とコストで仮想セルの機能を拡張します。

著者らがサイエンスの「三連祭壇」と呼んでいるように、AI は予測、生成、クエリ可能なツールの時代をもたらしましたが、仮想細胞を作成するために必要となる生の生物学的データの膨大な規模は否定できません。これと比較して、著者らは、米国国立衛生研究所が集めたショートリードアーカイブと呼ばれる DNA 配列データのリポジトリを指摘しています。このリポジトリには現在 14 ペタバイトを超えるデータが含まれており、これは学習に使用されたデータセットの 1,000 倍です。 チャットGPT。

仮想 AI セルの実現は簡単ではありません。それには、次のような分野で、前例のない規模で、調整された世界的かつオープンな科学協力が必要となります。 遺伝的 そして彼女 プロテオミクス まで 医用画像処理、学界、産業界、非営利団体の世界的な関係者間の緊密なコラボレーションだけでなく。同時に、著者らは、人工知能の仮想セルに関する研究は、結果として得られるモデルが科学コミュニティ全体に制限なく利用可能であるという条件でのみ着手されるべきであることに注意しています。

«これはゲノムプロジェクトに匹敵する巨大なプロジェクトであり、分野、業界、国家を超えた協力が必要であり、完全に機能するモデルが利用可能になるまでに 10 年以上かかる可能性があることを私たちは理解しています。」と彼女は主張した ルンドバーグ。 «しかし、今日の急速に発展する AI 機能と膨大で増大するデータセットを考えると、科学が結集して生物学の理解とモデル化の方法に革命を起こす取り組みを開始する機は熟しています。»。