先週、@arcinstitute私が非常に誇りに思っている 3 つの新しい発見を発表しました。 • 世界初の機能的なAI生成ゲノム。Evo 2 (Arc が 2 月に @nvidia と提携してリリースした、これまでにトレーニングされた中で最大の生物学 ML モデル) を使用して、Arc の科学者は Evo 2 が生成モデルであるという事実を利用して、完全なファージ ゲノムのまったく新しい配列を作成しました。つまり、彼らはAIを使用して、まったく新しい、これまでに見たことのないゲノムを生成しました。彼らはこれらのゲノムを実験的に合成し、これらのAIが生成したファージが実際に機能し、大腸菌を高い効率で殺すことを示しました。 • Germinal、新しい抗体を作成するための AI システム。抗体設計は、治療法を作成するための明らかな重要性と有用性を考えると、医学生物学の大きな問題の1つです。(抗体は、免疫系が病原体やその他の有害な侵入者を特定するのに役立つ小さな粒子です。このトピックに関する最近のWorks in Progressの記事[1]も参照してください。今日、効果的な抗体の設計は非常に高価で時間がかかります。Germinal は、薬剤候補を安価かつ迅速に製造する方法であり、成功率は最大 22% です。これは、ラボで何千人もの候補者をスクリーニングする必要があるものから、おそらく数十人のスクリーニングに移行できることを意味します。時期尚早ですが、抗体を設計するためのより良い方法が、今後数年間の病気の治療にとって非常に大きな問題になるのではないかと思います。 • 本日、Arcの科学者が昨年初めて導入した「ブリッジ編集」は、本質的に予測不可能な細胞修復機構(CRISPRが必要であり、しばしば編集ミスにつながる)に依存することなく、最大100万塩基対の長さのヒト細胞で正確な編集を行うことができることを示す論文を発表しました。彼らは、この編集を使用して、フリードライヒ運動失調症(神経疾患)を引き起こすDNAリピートを切り取ることが可能であることを示しました。特に優れた点の 1 つは、拡張編集ウィンドウ内ですべてのヌクレオチドを指定できることであり、再帰的ブリッジ編集は、多くの遺伝子変異によって引き起こされる生物学的形質さえも再プログラムする強力な方法になる可能性があります。(今日の遺伝子治療は単一の変異を標的としています。 アークはかなり新しいです。2022年半ばにオープンし、現在300人です。これらの発見は、Arc を立ち上げるという私たちの希望の多くが報われ始めていることを示しているため、私はこれらの発見に興奮しています。 • AI/ML と計算は、この 3 つすべての中心にあります。これは明らかに最初の 2 つに当てはまりますが、ブリッジ編集の背後にある移動性遺伝的要素も、複雑な計算探索の結果として発見されました。Arcを立ち上げた前提の1つは、ソフトウェア/AIと実験的なウェットラボ生物学の交差点が素晴らしいことを可能にするはずだという信念でした。(そして、これら 3 つすべてに、大規模な計算作業が必要であることに加えて、単一の物理的な屋根の下で緊密に調整された強力な湿式ラボ作業も必要でした。 • 私たちは、いくつかのテクノロジーが生物学における新しい種類の「チューリングループ」を可能にしているという考えをもてあそんできました:シーケンシングの進歩(シングルセルシーケンシングを含む)は、私たちに新しい読み方を与えてくれます。トランスフォーマーと AI は私たちに新しい考え方を与えてくれます。機能ゲノミクス(ブリッジ編集など)は、書く方法に新しい方法を与えてくれます。この3つの発見は、このループの各部分にまたがっており、各部分を改善することで複利利益が得られることを期待しています。 • Arcは非営利団体であり、金銭的な利益の心配を避けることができるため、他の人とのコラボレーションが容易になることを期待しました。これは確かに重要であることが証明されており、これら 3 つのプロジェクトはすべて他者との緊密なパートナーシップを伴っていました。Germinal はスタンフォード大学の@SynBioGaoLabと提携して行われました。Evo 2 は Nvidia と提携してトレーニングされました。ブリッジ編集は、東京大学@HNisimasu研究室の構造と共同で出版されました。Arc は、その発見を他の人にとって役立たせるよう努めており (Evo 2 Designer[2] を参照)、計算プロジェクトの背後にあるコードはオープンソースであるため、将来的に他の人がコラボレーションやパートナーシップの新しい機会を簡単に見つけられるようになることを願っています。何よりも、Arc 自体は @UCSF、@UCBerkeley、@Stanford との継続的なコラボレーションです。 • Arc では、ボトムアップとトップダウンの作業を改善したいと考えていました。調査員に提供する完全に柔軟で条件のない資金により、まったく予期せぬ発見と調査の手段を可能にしたいと考えています。私たちの研究所の取り組み(仮想細胞の作成とアルツハイマー病の治療に関する)により、基礎科学では通常困難な規模とレベルの調整を実現したいと考えています。Germinal はトップダウンの調整を伴わない「驚き」の発見ですが、Evo 2 は野心的なハイレベルな計画と資金提供の結果です。 • 人類は複雑な病気(ほとんどの神経変性疾患、ほとんどの癌、ほとんどの自己免疫疾患を含むカテゴリー)を治したことがありませんが、Arcがこれを変えるのに役立つことを願っています。AI が生物学に革命をもたらすことも明らかであり、Arc がその約束を最大限に活用するために必要な要素を効果的に集約できることを願っています。偏見はありますが、現在、世界で最もクールな生物学のいくつかが Arc で行われていると思います。(興味があればいつでも採用しています。 私は Arc の共同創設者ですが、インターネットの経済インフラの構築に時間を費やす Stripe にほぼすべての時間を費やしています。Arcの進歩の功績はすべて、Arcを本拠地にした、または私たちとのコラボレーションを選択した素晴らしい科学者とスタッフに帰すべきです。(これらの特定の発見の詳細については、[3]、[4]、[5]のスレッドをご覧ください。また、Arc の継続的な業務を可能にする会社を築いてくれた素晴らしい Stripe の従業員と、Stripe との提携を選択した何百万人もの顧客にも非常に感謝しています。ジョンと私は、アークの仕事をこれほどサポートできることを幸運に感じています。 読みすぎているのかもしれませんが、@arcinstituteと@stripeには共通点があると感じることがあります。生物学と経済インフラはどちらも、多くのレベルの創発的な効果を持つ複雑なシステムについての推論を含み、どちらの場合も、適切なツールを構築することは、ほぼ無限に大きな利益をもたらす可能性があります。どちらの進歩にも長い時間がかかる傾向がありますが、今後 5 年間は、両者の記憶の中で最も興味深いものになると感じています。 (経済インフラが気に入っているなら、来週ニューヨークで開催されるストライプツアーで素晴らしい発表が多数予定されています。視聴してください!