マイクロソフト、Quine 生物学の「世界モデル」をリリース AI により医薬品開発サイクルが数か月から数日に短縮される見込み

要約:

Microsoft Research は最近、Quine と呼ばれる人工知能研究システムを正式にリリースし、これを生命科学分野の「生物世界モデル」と定義しました。このシステムは、科学者が複雑な生物学的メカニズムを理解し、創薬プロセスを加速し、がんなどの主要な疾患の研究における画期的な進歩を促進できるように設計されています。

Microsoft は、過去数十年にわたり、免疫学、ウイルス学、ゲノミクス、生物医学イメージング、細胞生物学、タンパク質工学を含む計算生物学の分野の研究に投資を続けてきたと述べました。ライフサイエンス研究がますます複雑になるにつれて、従来のモデルでは単一分野のデータしか処理できないことが多くなっていますが、実際の生物学的システムには遺伝子、タンパク質、細胞、組織などの複数のレベルでの相互作用が含まれています。したがって、研究チームは、さまざまなスケールやデータ型にわたって推論を実行できるシステムを構築したいと考えました。

Quine は 2 つのコア部分で構成されます。 1 つは生物学的世界モデルで、ゲノム、タンパク質、化学分子、RNA、細胞状態、生物学的画像などの複数のデータ タイプを共同でトレーニングして、統一された知識表現フレームワークを確立できます。 2 つ目は、科学文献、実験ツール、推論モデル、研究室、科学研究者自身を結び付けて、完全に閉じられた科学研究ループを形成するインタラクティブな研究プラットフォームです。

Microsoft は、Quine は実験に代わるものではなく、科学者が高価で時間のかかる実験リソースを投資する前に、潜在的な研究の方向性を選別して優先順位を付けるのに役立つと考えています。このシステムは、既存の知識に基づいて介入の起こり得る影響を予測できるため、実験計画の効率が向上します。

Quine は、ハーバード大学ブロード研究所および MIT との共同研究で、膵管腺がんの研究に使用されています。研究チームは、腫瘍の挙動と薬剤反応は遺伝的要因だけでなく細胞状態の変化にも影響されるという長年の仮説を検証しようと努めた。

研究者らは Quine を使用して数千の候補化合物を分析し、ランク付けし、腫瘍細胞をより好ましい治療状態に押し上げる可能性が最も高い化合物を見つけました。その後の実験室での検証により、システムによって選択された優先度の高い候補化合物が実際に最も顕著な期待効果をもたらしたことが示されました。

マイクロソフトは、これまで完了するまでに数か月かかった可能性のある化合物のスクリーニングと検証作業が、スクリーニングから実験検証まで Quine の支援によりわずか 1 週間で完了し、研究サイクルが大幅に短縮され、研究開発コストが削減されたことを明らかにしました。

研究の過程で予期せぬ発見も起こりました。 Quine 氏は、既存の仮説の検証に加え、一部の化合物ががん細胞をこれまで注目されていなかった 3 番目の細胞状態に誘導すると予測し、その後の実験結果でこの予測が確認されました。研究者らは、これは人工知能が実験プロセスをスピードアップできるだけでなく、科学者が新しい生物学的法則を発見するのにも役立つ可能性があることを示していると考えている。

同時に、Microsoft は Quine Fellows 研究者プログラムを開始し、生命科学と医学の分野の研究者にこのシステムの使用に参加して Microsoft チームにフィードバックを提供するよう招待しました。同社は、実際の科学研究シナリオを通じてモデルの機能を向上させ続け、より実用的な応用の方向性を探求したいと考えています。

Microsoft は、Quine は依然として実験的な科学研究テクノロジーであり、研究目的のみを目的としており、臨床診断や医療上の意思決定には適していないことを強調しています。システムによって生成された結論は、採用される前に専門の研究者によってレビューされ、実際の実験によって検証される必要があります。今後、技術が成熟するにつれて、MicrosoftはMicrosoft Discoveryなどのプラットフォームを通じて、関連技術の利用範囲を段階的に拡大していく予定だ。

人工知能が科学研究にますます深く関与するにつれて、Microsoft は Quine のようなシステムが将来の科学研究インフラストラクチャの重要な部分になると期待されていると考えています。計算推論と実験的検証を密接に統合することで、科学者は質問から発見までのプロセス全体をより迅速に完了できる可能性があり、それによって新薬開発とライフサイエンスのイノベーションが加速される可能性があります。

詳細:

https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/introducing-quine-an-ai-research-system-designed-for-the-complexity-of-biology/