Săptămâna trecută, @arcinstitute publicat trei noi descoperiri de care sunt foarte mândru. • Primele genomuri funcționale generate de inteligență artificială din lume. Folosind Evo 2 (cel mai mare model ML de biologie antrenat vreodată, pe care Arc l-a lansat în parteneriat cu @nvidia în februarie), oamenii de știință Arc au profitat de faptul că Evo 2 este un model generativ pentru a produce secvențe complet noi pentru genomuri complete de fage. Adică, au folosit AI pentru a produce genomuri complet noi, nemaivăzute până acum de natură. Ei au sintetizat experimental aceste genomuri și au arătat că acești fagi generați de inteligență artificială funcționează de fapt, ucigând bacteriile E. coli cu eficacitate ridicată. • Germinal, un sistem AI pentru crearea de noi anticorpi. Designul anticorpilor este una dintre marile probleme ale biologiei medicale, având în vedere importanța și utilitatea lor evidentă pentru crearea de terapii. (Anticorpii sunt particule minuscule care ajută sistemul imunitar să identifice agenții patogeni și alți intruși dăunători. A se vedea, de asemenea, articolul recent din Works in Progress pe această temă: [1].) Astăzi, proiectarea de anticorpi eficienți este foarte costisitoare și lentă. Germinal este o modalitate ieftină și rapidă de a produce medicamente candidate, cu rate de succes de până la 22%. Aceasta înseamnă că se poate trece de la a fi necesar să verifici mii de candidați în laborator la a examina poate câteva zeci. Este devreme, dar bănuiesc că metodele mai bune de proiectare a anticorpilor vor fi foarte importante pentru tratamentul bolilor în următorii ani. Astăzi, am publicat o lucrare care arată că "editarea podului", pe care oamenii de știință de la Arc au introdus-o pentru prima dată anul trecut, poate face modificări precise în celulele umane care au o lungime de până la 1 milion de perechi de baze și fără a se baza pe mașini de reparare celulară intrinsec imprevizibile (pe care CRISPR le cere, ducând adesea la greșeli de editare). Ei au arătat că este posibil să se folosească această editare pentru a tăia repetările ADN care provoacă ataxia lui Friedreich (o boală neurologică), o abordare care ar trebui să fie relevantă și pentru Huntington și alte tulburări similare. Un lucru deosebit de interesant este că este posibil să specificați fiecare nucleotidă în fereastra de editare extinsă, ceea ce înseamnă că editările recursive ar putea fi o modalitate puternică de a reprograma chiar și trăsăturile biologice care sunt cauzate de multe mutații genetice. (Terapiile genetice de astăzi vizează mutații unice.) Arc este destul de nou. Porțile sale s-au deschis la mijlocul anului 2022, iar acum are 300 de persoane. Sunt entuziasmat de aceste descoperiri pentru că arată că o serie de speranțe în înființarea Arc încep să dea roade: • AI/ML și calculul sunt în centrul tuturor celor trei. Acest lucru este evident valabil pentru primele două, dar elementul genetic mobil din spatele editării podului a fost descoperit și ca urmare a unei căutări computaționale complexe. Una dintre premisele noastre la înființarea Arc a fost convingerea că intersecția dintre software/AI și biologia experimentală de laborator umed ar trebui să permită lucruri grozave. (Și, pe lângă faptul că necesită o muncă de calcul excelentă, toate acestea au necesitat și o muncă puternică de laborator umed, strâns coordonată sub un singur acoperiș fizic.) • Ne-am jucat cu ideea că o mână de tehnologii permit un nou tip de "buclă Turing" în biologie: progresele secvențierii (inclusiv secvențierea cu o singură celulă) ne oferă noi moduri de a citi; transformatorii și AI ne oferă noi moduri de gândire; iar genomica funcțională (cum ar fi editarea podului) ne oferă noi modalități de a scrie. Acest trio de descoperiri se întinde pe fiecare parte a acestei bucle și sperăm că vor exista profituri compuse în îmbunătățirea fiecărei părți. • Arc este o organizație non-profit, care speram că va facilita colaborarea cu ceilalți, deoarece putem evita grijile legate de randamentul financiar. Acest lucru se dovedește într-adevăr important, iar toate aceste trei proiecte au implicat un parteneriat strâns cu altele. Germinal a fost realizat în parteneriat cu @SynBioGaoLab de la Stanford; Evo 2 a fost antrenat în parteneriat cu Nvidia. Editarea podului a fost publicată în comun cu o structură de la @HNisimasu Lab de la Universitatea din Tokyo. Arc încearcă să-și facă descoperirile utile (vezi Evo 2 Designer[2]) pentru alții, iar codul din spatele proiectelor de calcul este open source, sperând că este mai ușor pentru alții să identifice noi oportunități de colaborare și parteneriat în viitor. Mai presus de toate, Arc în sine este o colaborare continuă cu @UCSF, @UCBerkeley și @Stanford. • Cu Arc, am vrut să permitem o muncă mai bună de jos în sus și de sus în jos. Cu finanțarea complet flexibilă și fără obligații pe care o oferim investigatorilor, dorim să permitem descoperiri complet neașteptate și căi de investigare. Cu inițiativele noastre de institut (în jurul creării unei celule virtuale și vindecării bolii Alzheimer), vrem să aducem o scară și un nivel de coordonare care sunt de obicei dificile în știința de bază. Germinal este o descoperire "surpriză" care nu a implicat coordonarea de sus în jos, în timp ce Evo 2 este rezultatul unei planificări și finanțări ambițioase la nivel înalt. • Omenirea nu a vindecat niciodată o boală complexă (o categorie care include majoritatea bolilor neurodegenerative, majoritatea cancerelor și majoritatea bolilor autoimune) și speranța mea este că Arc poate ajuta la schimbarea acestui lucru. De asemenea, este clar că AI va revoluționa biologia și sper că Arc poate agrega eficient ingredientele necesare pentru a-și valorifica pe deplin promisiunea. Sunt părtinitor, dar cred că unele dintre cele mai tari biologii din lume se fac în prezent la Arc. (Angajează întotdeauna dacă ești interesat.) Deși sunt cofondator al Arc, îmi petrec aproape tot timpul pe Stripe, unde ne petrecem timpul construind infrastructură economică pentru internet. Tot meritul pentru progresul Arc ar trebui să revină oamenilor de știință și personalului remarcabil care au făcut din Arc casa lor sau care au ales să colaboreze cu noi. (Puteți citi mai multe despre aceste descoperiri particulare în aceste subiecte: [3], [4], [5].) De asemenea, sunt foarte recunoscător angajaților uimitorii Stripe care au construit compania care face posibilă munca continuă a Arc și milioanelor de clienți care au ales să colaboreze cu Stripe. John și cu mine ne simțim norocoși să putem sprijini munca lui Arc în măsura în care o facem. Poate că este prea multă interpretare, dar uneori simt că există un punct comun între @arcinstitute și @stripe. Atât biologia, cât și infrastructura economică implică raționamentul despre sisteme complexe cu multe niveluri de efecte emergente, iar în ambele cazuri construirea instrumentelor potrivite poate avea beneficii aproape nelimitate. Chiar dacă progresul în ambele tinde să dureze mult timp, se pare că următorii cinci ani în ambele vor fi unii dintre cei mai interesanți din istorie. (Dacă infrastructura economică este blocajul tău, avem o mulțime de anunțuri fantastice care urmează să apară la Stripe Tour din New York săptămâna viitoare. Acordați-vă!)