Kuluneen viikon aikana @arcinstitute julkaissut kolme uutta löytöä, joista olen erittäin ylpeä. • Maailman ensimmäiset toiminnalliset tekoälyn luomat genomit. Käyttämällä Evo 2:ta (suurin koskaan koulutettu biologinen ML-malli, jonka Arc julkaisi yhteistyössä @nvidia:n kanssa helmikuussa) Arcin tutkijat hyödynsivät sitä tosiasiaa, että Evo 2 on generatiivinen malli, joka tuottaa täysin uusia sekvenssejä täydellisille faagigenomeille. Toisin sanoen he käyttivät tekoälyä tuottaakseen täysin uusia, luonnossa ennennäkemättömiä genomeja. He syntetisoivat kokeellisesti nämä genomit ja osoittivat, että nämä tekoälyn tuottamat faagit todella toimivat ja tappavat E. coli -bakteerit erittäin tehokkaasti. • Germinal, tekoälyjärjestelmä uusien vasta-aineiden luomiseen. Vasta-aineiden suunnittelu on yksi lääketieteellisen biologian suurista ongelmista, koska ne ovat ilmeisen tärkeitä ja hyödyllisiä hoitojen luomisessa. (Vasta-aineet ovat pieniä hiukkasia, jotka auttavat immuunijärjestelmää tunnistamaan taudinaiheuttajia ja muita haitallisia tunkeilijoita. Katso myös äskettäinen Works in Progress -artikkeli tästä aiheesta: [1].) Nykyään tehokkaiden vasta-aineiden suunnittelu on erittäin kallista ja hidasta. Germinal on halpa ja nopea tapa valmistaa lääkeaihioita, ja sen onnistumisprosentti on jopa 22 %. Tämä tarkoittaa, että laboratoriossa voidaan seuloa tuhansia ehdokkaita ehkä muutamaan kymmeneen. On aikaista, mutta epäilen, että paremmat menetelmät vasta-aineiden suunnitteluun ovat erittäin iso asia sairauksien hoidossa tulevina vuosina. • Tänään julkaisimme artikkelin, joka osoittaa, että "siltamuokkaus", jonka Arcin tutkijat esittelivät ensimmäisen kerran viime vuonna, voi tehdä tarkkoja muokkauksia ihmissoluissa, jotka ovat jopa miljoona emäsparia pitkiä, ja luottamatta luontaisesti arvaamattomiin solujen korjauskoneistoihin (joita CRISPR vaatii, mikä johtaa usein muokkausvirheisiin). He osoittivat, että tällä muokkauksella on mahdollista leikata pois DNA-toistot, jotka aiheuttavat Friedreichin ataksian (neurologinen sairaus), lähestymistavan, jonka pitäisi olla merkityksellinen myös Huntingtonin taudin ja muiden vastaavien sairauksien kannalta. Yksi erityisen hieno asia siinä on se, että on mahdollista määritellä jokainen nukleotidi laajennetussa muokkausikkunassa, mikä tarkoittaa, että rekursiiviset siltamuokkaukset voivat olla tehokas tapa ohjelmoida uudelleen jopa biologisia ominaisuuksia, jotka johtuvat monista geneettisistä mutaatioista. (Geneettiset terapiat kohdistuvat nykyään yksittäisiin mutaatioihin.) Arc on melko uusi. Sen ovet avattiin vuoden 2022 puolivälissä, ja siellä on nyt 300 ihmistä. Olen innoissani näistä löydöistä, koska ne osoittavat, että monet toiveistamme Arcin perustamisesta alkavat tuottaa tulosta: • Tekoäly/ML ja laskenta ovat kaikkien kolmen keskiössä. Tämä pätee tietysti kahteen ensimmäiseen, mutta siltamuokkauksen taustalla oleva liikkuva geneettinen elementti löydettiin myös monimutkaisen laskennallisen haun tuloksena. Yksi lähtökohdistamme Arcin perustamisessa oli usko siihen, että ohjelmistojen/tekoälyn ja kokeellisen märkälaboratoriobiologian risteyskohdan pitäisi mahdollistaa suuria asioita. (Ja sen lisäksi, että kaikki nämä vaativat suurta laskennallista työtä, ne vaativat myös vahvaa märkälaboratoriotyötä, joka oli tiiviisti koordinoitu yhden fyysisen katon alla.) • Olemme leikitelleet ajatuksella, että kourallinen teknologioita mahdollistaa uudenlaisen "Turing-silmukan" biologiassa: sekvensoinnin edistysaskeleet (mukaan lukien yhden solun sekvensointi) antavat meille uusia tapoja lukea; muuntajat ja tekoäly antavat meille uusia tapoja ajatella; ja toiminnallinen genomiikka (kuten siltojen editointi) antavat meille uusia tapoja kirjoittaa. Tämä löytökolmikko kattaa tämän silmukan jokaisen osan, ja toivomme, että kunkin osan parantaminen tuo lisää tuottoa. • Arc on voittoa tavoittelematon järjestö, jonka toivoimme helpottavan yhteistyötä muiden kanssa, koska voimme välttää huolet taloudellisesta tuotosta. Tämä on todellakin osoittautunut tärkeäksi, ja kaikissa kolmessa hankkeessa tehtiin tiivistä yhteistyötä muiden kanssa. Germinal tehtiin yhteistyössä Stanfordin @SynBioGaoLab:n kanssa; Evo 2 koulutettiin yhteistyössä Nvidian kanssa. Bridge-editointi julkaistiin yhdessä Tokion yliopiston @HNisimasu Labin rakenteen kanssa. Arc yrittää tehdä löydöistään hyödyllisiä (katso Evo 2 Designer[2]) muille, ja laskennallisten projektien taustalla oleva koodi on avointa lähdekoodia, mikä toivottavasti helpottaa uusien yhteistyö- ja kumppanuusmahdollisuuksien havaitsemista tulevaisuudessa. Ennen kaikkea Arc itsessään on jatkuvaa yhteistyötä @UCSF, @UCBerkeley:n ja @Stanford:n kanssa. • Arcin avulla halusimme mahdollistaa paremman alhaalta ylös ja ylhäältä alas työskentelyn. Tutkijoille tarjoamallamme täysin joustavalla ja sitoumuksettomalla rahoituksella haluamme mahdollistaa täysin odottamattomia löytöjä ja tutkimusväyliä. Instituuttialoitteillamme (virtuaalisen solun luomiseen ja Alzheimerin taudin parantamiseen) haluamme tuoda aikaan mittakaavan ja koordinoinnin tason, joka on yleensä vaikeaa perustieteessä. Germinal on "yllätyslöytö", johon ei liittynyt ylhäältä alaspäin suuntautuvaa koordinointia, kun taas Evo 2 on kunnianhimoisen korkean tason suunnittelun ja rahoituksen tulos. • Ihmiskunta ei ole koskaan parantanut monimutkaista sairautta (kategoria, joka sisältää useimmat hermoston rappeutumissairaudet, useimmat syövät ja useimmat autoimmuunisairaudet), ja toivon, että Arc voi auttaa muuttamaan tämän. On myös selvää, että tekoäly mullistaa biologian, ja toivon, että Arc pystyy tehokkaasti kokoamaan yhteen ainesosat, joita tarvitaan lupauksensa täysimääräiseen hyödyntämiseen. Olen puolueellinen, mutta mielestäni Arcissa tehdään tällä hetkellä maailman hienointa biologiaa. (He palkkaavat aina, jos olet kiinnostunut.) Vaikka olen yksi Arcin perustajista, vietän lähes kaiken aikani Stripessä, jossa käytämme aikamme Internetin taloudellisen infrastruktuurin rakentamiseen. Kaikki kunnia Arcin edistymisestä kuuluu merkittäville tiedemiehille ja henkilökunnalle, jotka ovat tehneet Arcista kotinsa tai jotka ovat päättäneet tehdä yhteistyötä kanssamme. (Voit lukea lisää näistä löydöistä näistä ketjuista: [3], [4], [5].) Olen myös erittäin kiitollinen Stripen upeille työntekijöille, jotka ovat rakentaneet yrityksen, joka mahdollistaa Arcin jatkuvan työn, ja miljoonille asiakkaille, jotka ovat päättäneet tehdä yhteistyötä Stripen kanssa. John ja minä olemme onnekkaita, että voimme tukea Arcin työtä siinä laajuudessa kuin teemme. Ehkä tämä on liikaa lukemista, mutta joskus minusta tuntuu, että @arcinstitute ja @stripe välillä on yhteistä. Sekä biologiaan että taloudelliseen infrastruktuuriin liittyy päättelyä monimutkaisista järjestelmistä, joilla on monia nousevia vaikutuksia, ja molemmissa tapauksissa oikeiden työkalujen rakentamisesta voi olla lähes rajattoman suuria hyötyjä. Vaikka edistyminen molemmissa kestää yleensä kauan, tuntuu myös siltä, että seuraavat viisi vuotta molemmissa ovat mielenkiintoisimpia miesmuistiin. (Jos taloudellinen infrastruktuuri on sinun juttusi, meillä on tulossa koko joukko upeita ilmoituksia Stripe Tourilla New Yorkissa ensi viikolla. Virittäydy!)