خلال الأسبوع الماضي ، نشرت @arcinstitute ثلاثة اكتشافات جديدة أنا فخور جدا بها. • أول جينوم وظيفي تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي في العالم. باستخدام Evo 2 (أكبر نموذج ML في علم الأحياء تم تدريبه على الإطلاق ، والذي أصدرته Arc بالشراكة مع @nvidia في فبراير) ، استفاد علماء Arc من حقيقة أن Evo 2 هو نموذج توليدي لإنتاج تسلسلات جديدة تماما لجينومات العاثيات الكاملة. أي أنهم استخدموا الذكاء الاصطناعي لإنتاج جينومات جديدة تماما لم يسبق لها مثيل من قبل في الطبيعة. قاموا بتجميع هذه الجينومات تجريبيا وأظهروا أن هذه العاثيات التي تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي تعمل بالفعل ، مما يقتل بكتيريا الإشريكية القولونية بفعالية عالية. • جرثومي ، نظام الذكاء الاصطناعي لإنشاء أجسام مضادة جديدة. يعد تصميم الأجسام المضادة أحد أكبر مشاكل علم الأحياء الطبي نظرا لأهميتها الواضحة وفائدتها في إنشاء العلاجات. (الأجسام المضادة هي جزيئات صغيرة تساعد الجهاز المناعي على تحديد مسببات الأمراض والمتسللين الضارين الآخرين. انظر أيضا مقالة الأعمال الجارية الأخيرة حول هذا الموضوع: [1].) اليوم ، يعد تصميم الأجسام المضادة الفعالة مكلفا للغاية وبطيئا. Germinal هي طريقة رخيصة وسريعة لإنتاج الأدوية المرشحة ، بمعدلات نجاح تصل إلى 22٪. هذا يعني أنه يمكن للمرء أن ينتقل من الاضطرار إلى فحص آلاف المرشحين في المختبر إلى فحص ربما بضع عشرات. الوقت مبكر ، لكنني أظن أن الطرق الأفضل لتصميم الأجسام المضادة ستكون مشكلة كبيرة جدا لعلاج الأمراض في السنوات القادمة. • اليوم ، نشرنا ورقة توضح أن "تحرير الجسر" ، الذي قدمه علماء Arc لأول مرة العام الماضي ، يمكن أن يقوم بإجراء تعديلات دقيقة في الخلايا البشرية التي يصل طولها إلى مليون زوج أساسي ، ودون الاعتماد على آلات الإصلاح الخلوية التي لا يمكن التنبؤ بها في جوهرها (والتي تتطلبها كريسبر ، وغالبا ما تؤدي إلى أخطاء في التحرير). لقد أظهروا أنه من الممكن استخدام هذا التحرير لقطع تكرارات الحمض النووي التي تسبب رنح فريدريش (مرض عصبي) ، وهو نهج يجب أن يكون ذا صلة أيضا بهنتنغتون واضطرابات أخرى مماثلة. أحد الأشياء الرائعة بشكل خاص في ذلك هو أنه من الممكن تحديد كل نيوكليوتيدات داخل نافذة التحرير الممتدة ، مما يعني أن تعديلات الجسر العودية يمكن أن تكون طريقة قوية لإعادة برمجة حتى السمات البيولوجية التي تسببها العديد من الطفرات الجينية. (تستهدف العلاجات الجينية اليوم طفرات مفردة.) القوس جديد جدا. فتحت أبوابها في منتصف عام 2022 ، وهي الآن 300 شخص. أنا متحمس لهذه الاكتشافات لأنها تظهر أن عددا من آمالنا في بدء Arc بدأت تؤتي ثمارها: • الذكاء الاصطناعي / التعلم الآلي والحساب في قلب الثلاثة. من الواضح أن هذا صحيح بالنسبة للمرحلتين الأولين ، ولكن تم اكتشاف العنصر الجيني المحمول وراء تحرير الجسر أيضا نتيجة لبحث حسابي معقد. كان أحد مبانينا في بدء Arc هو الاعتقاد بأن تقاطع البرمجيات / الذكاء الاصطناعي وبيولوجيا المختبر الرطب التجريبي يجب أن يتيح أشياء عظيمة. (وإلى جانب الحاجة إلى عمل حسابي كبير ، تطلبت هذه الثلاثة أيضا عملا معمليا رطبا قويا ، منسقا بإحكام تحت سقف مادي واحد.) • لقد كنا نتلاعب بفكرة أن حفنة من التقنيات تتيح نوعا جديدا من "حلقة تورينج" في علم الأحياء: تقدم التسلسل (بما في ذلك تسلسل الخلية الواحدة) تمنحنا طرقا جديدة للقراءة. المحولات الذكاء الاصطناعي يمنحنا طرقا جديدة للتفكير. وعلم الجينوم الوظيفي (مثل تحرير الجسر) يعطينا طرقا جديدة لطرق الكتابة. يمتد هذا الاكتشاف الثلاثي إلى كل جزء من هذه الحلقة ، ونأمل أن يكون هناك عوائد مركبة في تحسين كل جزء. • Arc هي منظمة غير ربحية ، وكنا نأمل أن تجعل التعاون مع الآخرين أسهل ، حيث يمكننا تجنب القلق بشأن العائد المالي. وقد ثبت أن هذا مهم حقا، وجميع هذه المشاريع الثلاثة تنطوي على شراكة وثيقة مع مشاريع أخرى. تم عمل Germinal بالشراكة مع @SynBioGaoLab في ستانفورد. تم تدريب Evo 2 بالشراكة مع Nvidia. تم نشر تحرير الجسر بالاشتراك مع هيكل من مختبر @HNisimasu بجامعة طوكيو. تحاول Arc جعل اكتشافاتها مفيدة (انظر Evo 2 Designer [2]) للآخرين ، والشفرة الكامنة وراء المشاريع الحسابية مفتوحة المصدر ، ونأمل أن تسهل على الآخرين اكتشاف فرص جديدة للتعاون والشراكة في المستقبل. الأهم من ذلك كله ، أن Arc نفسها هي تعاون مستمر مع @UCSF و @UCBerkeley و @Stanford. • مع Arc ، أردنا تمكين عمل أفضل من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل. من خلال التمويل المرن تماما وبدون قيود الذي نقدمه للمحققين ، نريد تمكين اكتشافات وطرق تحقيق غير متوقعة تماما. من خلال مبادرات معهدنا (حول إنشاء خلية افتراضية وعلاج مرض الزهايمر) ، نريد أن نحمل مقياسا ومستوى من التنسيق عادة ما يكون صعبا في العلوم الأساسية. Germinal هو اكتشاف "مفاجئ" لم ينطوي على التنسيق من أعلى إلى أسفل ، في حين أن Evo 2 هو نتيجة للتخطيط والتمويل الطموح عالي المستوى. • لم تعالج البشرية أبدا مرضا معقدا (فئة تشمل معظم الأمراض التنكسية العصبية ، ومعظم أنواع السرطان ، ومعظم أمراض المناعة الذاتية) ، وآمل أن يتمكن Arc من المساعدة في تغيير ذلك. من الواضح أيضا أن الذكاء الاصطناعي سيحدث ثورة في علم الأحياء ، وآمل أن تتمكن Arc من تجميع المكونات اللازمة بشكل فعال للاستفادة الكاملة من وعدها. أنا متحيز ، لكنني أعتقد أن بعضا من أروع علم الأحياء في العالم يتم إجراؤه حاليا في Arc. (إنهم يوظفون دائما إذا كنت مهتما.) بينما أكون أحد مؤسسي Arc ، أقضي كل وقتي تقريبا على Stripe ، حيث نقضي وقتنا في بناء بنية تحتية اقتصادية للإنترنت. يجب أن يعود كل الفضل في تقدم Arc إلى العلماء والموظفين الرائعين الذين جعلوا Arc موطنا لهم أو الذين اختاروا التعاون معنا. (يمكنك قراءة المزيد عن هذه الاكتشافات الخاصة في هذه المواضيع: [3] ، [4] ، [5].) أنا ممتن جدا أيضا لموظفي Stripe المذهلين الذين قاموا ببناء الشركة التي تجعل عمل Arc المستمر ممكنا ، ولملايين العملاء الذين اختاروا الشراكة مع Stripe. نشعر أنا وجون بأننا محظوظون لأننا قادرون على دعم عمل Arc إلى الحد الذي نفعل به. ربما يكون هذا يقرأ الكثير فيه ، لكنني أشعر أحيانا أن هناك قواسم مشتركة بين @arcinstitute و @stripe. ينطوي كل من علم الأحياء والبنية التحتية الاقتصادية على التفكير حول الأنظمة المعقدة ذات المستويات العديدة من التأثيرات الناشئة ، وفي كلتا الحالتين يمكن أن يكون لبناء الأدوات المناسبة فوائد كبيرة بلا حدود تقريبا. على الرغم من أن التقدم في كليهما يميل إلى أن يستغرق وقتا طويلا ، إلا أنه يبدو أيضا أن السنوات الخمس المقبلة في كليهما ستكون من أكثر السنوات إثارة للاهتمام في الذاكرة الحية. (إذا كانت البنية التحتية الاقتصادية هي المربى الخاص بك ، فلدينا عدد كبير من الإعلانات الرائعة القادمة في Stripe Tour في نيويورك الأسبوع المقبل. تابع!)