Сегодня 17 мая 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → биология

Biohub Марка Цукерберга взялся ускорить лечение всех болезней с помощью ИИ-моделей клеток

Biohub, некоммерческая организация Марка Цукерберга (Mark Zuckerberg) и Присциллы Чан (Priscilla Chan), вложит $500 млн в пятилетнюю программу по созданию ИИ-моделей клеток человека. По замыслу команды, такие модели научатся предсказывать поведение клеток в здоровом состоянии и во время болезни и ускорят лечение и профилактику всех заболеваний. Среди партнёров организации — Nvidia и ведущие научные центры. Данные Biohub обещает сделать открытыми для учёных во всём мире.

 Источник изображений: biohub.org

Источник изображений: biohub.org

В Biohub считают, что ИИ-модели позволят учёным изучать поведение клеток в таком масштабе и с такой скоростью, какие сегодня недостижимы в обычной лаборатории. Если ИИ-модели окажутся достаточно точными, они помогут понять причины болезней и подсказать новые методы их лечения.

Цукерберг ещё в прошлом году сформулировал долгосрочную цель Biohub — победить все болезни человека на стыке ИИ и биологии. Саму организацию пара основала в 2016 году, чтобы собрать учёных и инженеров вокруг технологий, которые наблюдают, измеряют и программируют биологию на клеточном уровне. С тех пор Biohub собрала, по собственной информации, крупнейшие в мире массивы данных по отдельным клеткам и построила мощную вычислительную систему для биологических исследований.

В отрасли биомедицины всё больше учёных уверены, что ИИ-модели, обученные на огромных биологических массивах данных, способны изменить процесс создания лекарств и методов лечения. Из общего бюджета $400 млн Biohub потратит на собственные работы, ещё $100 млн получат внешние исследователи. Ключевую роль в проекте, как подчёркивают в организации, сыграет масштаб — чем больше и качественнее данные, тем точнее прогнозы ИИ.

«Чтобы построить ИИ, который сможет точно отразить всю сложность биологии и ускорить научные исследования, нам нужно на порядки больше данных, чем существует сегодня», — заявил руководитель научного направления Biohub Алекс Райвз (Alex Rives). «Нам нужны новые технологии, чтобы наблюдать за клеткой — от молекулярного до тканевого уровня и в контексте здоровья и болезней», — добавил он. При этом учёные пока не знают, какой именно объём данных потребуется, чтобы клеточные модели давали надёжные прогнозы. В Biohub отмечают, что без широкой международной кооперации нужного масштаба не достичь, и Райвз надеется, что к финансированию для внешних учёных подключатся и другие фонды.

ИИ-биология постепенно превращается в самостоятельную отрасль. Научные организации, технологические компании и фармпроизводители ищут, как применить машинное обучение (ML) для изучения болезней и ускорения создания лекарственных препаратов. Среди других крупных игроков: Isomorphic Labs и Google DeepMind, которые применяют ИИ для поиска лекарств. Microsoft выпустила несколько ИИ-моделей для здравоохранения — для медицинской визуализации, геномики, клинических записей и биомедицинских исследований. А платформу BioNeMo компании Nvidia уже используют биомедицинские компании, чтобы создавать препараты с помощью ИИ.

OpenAI представила ИИ-модель GPT-Rosalind для учёных-биологов

OpenAI анонсировала большую языковую модель искусственного интеллекта, специально обученную для работы в области биологической науки. Она получила название GPT-Rosalind, и это редкий случай, когда крупная технологическая компания выпускает модель, ориентированную на относительно узкий круг научных знаний.

 Источник изображения: Growtika / unsplash.com

Источник изображения: Growtika / unsplash.com

Система разработана для решения двух основных проблем, с которыми сталкиваются современные исследователи в области биологии. Первая — это огромные массивы данных, сформированные за несколько десятилетий секвенирования генома и белков, которые могут оказаться слишком обширными для отдельного исследователя. Второе — наличие множества узкоспециализированных разделов биологической науки, у каждого из которых есть собственные методы и терминология. Так, у специалиста, который работает над геном, активным в клетках мозга, могут возникнуть сложности с изучением огромного объёма литературы по нейробиологии.

OpenAI обучила большую языковую модель на 50 наиболее распространённых биологических алгоритмах, а также на механизмах работы с основными общедоступными базами данных с информацией по биологии. При дальнейшем обучении система получила возможность предлагать вероятные механизмы клеточных процессов и расставлять приоритеты для мишеней при разработке препаратов. Разработчики снизили свойственную большим языковым моделям склонность к подхалимскому поведению, сделав GPT-Rosalind более скептической в ответах, в том числе при создании препаратов. Компания обеспечила модели способность к рассуждениям — к обработке многоэтапных процессов, — а также высокий экспертный уровень, который подтвердился на тестовых примерах.

На текущий момент OpenAI ограничила доступ к модели из опасений, что ей могут злоупотреблять, например, попросив повысить инфекционность вируса — заявки принимаются только от американских организаций. Впоследствии компания выпустит Life Sciences Research Plugin — ограниченный по возможностям вариант системы.

В межзвёздной среде впервые нашли сложное соединение серы — ещё одно свидетельство космического происхождения органики

В кометах и метеоритах Солнечной системы учёные обнаруживают сложные соединения серы, которые могут являться компонентами для синтеза сложных органических соединений, включая по-настоящему живую органику. Но у науки не было надёжных доказательств появления таких сложных соединений в межзвёздной среде ещё до формирования звёздных систем и планет. Теперь такое доказательство есть. Оно всё время было у нас «под носом» — у самого центра Млечного Пути.

 Источник изображения: MPE/ NASA/JPL-Caltech

Источник изображения: MPE/ NASA/JPL-Caltech

В недавно опубликованной в журнале Nature Astronomy работе астрономы из Института внеземной физики имени Макса Планка (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) сообщили, что в молекулярном облаке G+0.693–0.027 (G+0.027–0.693), расположенном вблизи центра Млечного Пути примерно в 27 000 световых лет от нас, обнаружена сложная содержащая серу молекула 2,5-циклогексадиен-1-тион (C₆H₆S), также известная как тиепин (thiepine).

Это шестиатомное кольцо с атомом серы в структуре, состоящее из 13 атомов (6 углерода, 6 водорода и 1 серы), что делает её самой крупной и сложной молекулой с серой, когда-либо обнаруженной за пределами Земли. Открытие было сделано в молекулярном облаке в области активного звездообразования с высокой концентрацией органических веществ.

Для точной идентификации молекулы учёные использовали данные радионаблюдений от двух радиотелескопов — IRAM и Yebes в Испании, а также искусственно синтезированную в лаборатории молекулу. В лабораторных условиях были получены спектры, которые в точности совпали со спектрами, зафиксированными радиотелескопами.

Ранее в межзвёздной среде находили только простые соединения серы (максимум 6–9 атомов), которые играют важную роль в составе белков и ферментов. Новая молекула поднимается на ступеньку выше, заполняя важный пробел в списке молекулярных пребиотиков, уже обнаруженных в метеоритах, но ранее не найденных в межзвёздной среде. Теперь, после её обнаружения в свободном виде, можно утверждать, что «строительные блоки» жизни возникают задолго до формирования звёзд и планет. Это укрепляет гипотезу о космическом происхождении органики на Земле и открывает путь к поиску целого семейства других подобных веществ в глубоком космосе.

Учёные нашли альтернативную эволюцию — в космосе бактерии и вирусы развиваются иначе

Контролируемый эксперимент на борту Международной космической станции (МКС) показал, что в космосе микроскопическая жизнь подчиняется иным законам и даже простая вирусная инфекция протекает по-другому. Когда бактерии и вирусы-фаги взаимодействуют в условиях микрогравитации, оба организма эволюционируют новыми способами, не наблюдаемыми на Земле. Понимание того, как микробы адаптируются в этой среде, может дать учёным новую основу для разработки биотехнологий.

 Источник изображения: everypixel.com

Источник изображения: everypixel.com

Результаты, опубликованные в журнале PLOS Biology, получены исследователями из Университета Висконсина в Мэдисоне. Они изучили взаимодействие между кишечной палочкой (Escherichia coli, E. coli) и инфицирующим её вирусом — бактериофагом T7. Идентичные образцы параллельно культивировались как на Земле, так и на орбите, чтобы понять, как отсутствие гравитации влияет на циклы заражения, скорость мутаций и стратегии выживания.

На Земле жидкости, содержащие микробы, постоянно перемешиваются конвекцией – тёплые области поднимаются, холодные опускаются. Это движение способствует частым столкновениям вирусов и бактерий, ускоряя инфекцию и размножение. Однако в условиях микрогравитации эти привычные потоки исчезают. Без гравитационного перемешивания всё остаётся в подвешенном состоянии — взаимодействия зависят лишь от медленного молекулярного дрейфа, а не от естественного движения жидкости.

 Источник изображения: techspot.com

Источник изображения: techspot.com

Исследовательская группа обнаружила, что, хотя фаги на борту МКС все ещё могли инфицировать кишечную палочку, этот процесс протекал гораздо медленнее. Меньшее количество столкновений заставило как бактерии, так и вирусы адаптироваться. Фаги начали оптимизировать свою способность прикрепляться к клеткам, с которыми они сталкивались, в то время как бактерии тонко настраивали поверхностные рецепторы, чтобы противостоять этим же атакам. Замедленная, но непрерывная борьба изменила генетический ландшафт обоих организмов.

Полногеномное секвенирование показало, что в образцах с МКС развились уникальные мутации, отсутствующие в контрольной группе на Земле. Фаги, появившиеся в космосе, накопили генетические изменения, которые повысили их способность связываться с бактериальными рецепторами, в то время как кишечная палочка изменила гены, участвующие в работе этих рецепторов, чтобы противостоять вирусной атаке.

Исследователи использовали глубокое мутационное сканирование — высокоточный метод картирования эффектов тысяч мутаций — чтобы отследить, как эти изменения перестраивают белки, связывающие рецепторы фагов. Эта молекулярная перестройка имела неожиданный эффект. Когда эволюционировавшие в космосе фаги были позже протестированы на Земле, они оказались более эффективными против штаммов кишечной палочки, вызывающих инфекции мочевыводящих путей — патогенов, часто устойчивых к стандартным фагам Т7.

 Источник изображения: rupixel.ru

Источник изображения: rupixel.ru

Хотя по словам руководителя исследования Сриватсана Рамана (Srivatsan Raman) это открытие стало случайным, его последствия выходят далеко за пределы МКС. Наблюдения за эволюцией в замедленной среде демонстрируют, как вирусы манипулируют своим генетическим кодом в ограниченных условиях. Эта информация может лечь в основу новых стратегий разработки фаговых терапевтических средств — специально созданных вирусов, нацеленных на бактерии, устойчивые к антибиотикам.

По мнению исследователей, главным практическим препятствием подобных экспериментов остаётся их высокая стоимость, но результаты могут улучшить методы лечения земных инфекций и повысить медицинские меры безопасности для астронавтов, находящихся в длительных миссиях на Луну или Марс.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Мальта стала первой страной, граждане которой бесплатно получат годовую подписку на ChatGPT Plus 4 ч.
Новая статья: Subnautica 2 — хорошо на дне морском. Предварительный обзор 11 ч.
Acronis представила платформу Cyber Frame — альтернативу продуктам VMware 12 ч.
Microsoft разрешит менять положение панели задач и размер меню «Пуск» в Windows 11 19 ч.
Бороться со своими дипфейками на YouTube теперь может любой желающий 19 ч.
ZA/UM показала 12 минут геймплея Zero Parades: For Dead Spies — психоделической шпионской RPG в духе Disco Elysium 23 ч.
Новая статья: Mixtape — воспоминания никто не отнимет. Рецензия 16-05 00:02
Google начнёт наказывать сайты за накрутку попаданий в ИИ-ответы 15-05 23:44
Спринт, торговля и продолжение сюжета: разработчики Subnautica 2 раскрыли план улучшения игры на ближайшие месяцы 15-05 19:59
ChatGPT получит прямой доступ к банковским счетам пользователей — для анализа расходов и финансовых советов 15-05 19:42