Виртуальные клетки. США, Google и Meta инвестируют $1,8 млрд в создание открытых биологических технологий

Об этом пишет издание Interesting Engineering .

Эта инициатива расширяет программу Virtual Biology Initiative, которую развивает некоммерческая организация Biohub. Ее цель — создание так называемых «виртуальных клеток». В будущем такие модели могут позволить исследователям прогнозировать реакцию клеток на различные воздействия и проводить часть биологических экспериментов в цифровой среде.

Google DeepMind, компания Isomorphic Labs, занимающаяся разработкой технологий для поиска лекарств, и Meta совместно вложат в проект 300 млн долларов. Министерство энергетики США в течение пяти лет выделит более 500 млн долларов на биологические измерения, моделирование и вычислительные ресурсы.

Еще более 500 млн долларов, ранее инвестированных федеральным правительством, будут использованы через Национальные институты здравоохранения США. Ведомство будет координировать работу с наборами данных, хранилищами и другими ресурсами, а Biohub будет сотрудничать с NIH в вопросах их стандартизации.

Проекту нужны большие массивы стандартизированных данных.

Одной из главных проблем при использовании современных вычислительных моделей в биологии является нехватка больших массивов согласованных экспериментальных данных. Ученым необходимо детально знать, как клетки ведут себя и изменяются под воздействием различных условий.

Biohub планирует сделать полученные наборы данных открытыми для исследователей. Речь идет не просто о каталогизации клеток, а о сборе достаточного количества измерений, чтобы будущие модели могли прогнозировать реакцию клетки на определенное вмешательство.

Это потенциально позволит исследователям изучать заболевания и возможные методы лечения еще до проведения части экспериментов в лаборатории. В то же время на данный момент не существует универсальной «виртуальной клетки», способной точно предсказывать любую биологическую реакцию.

В апреле Biohub запустила инициативу Virtual Biology Initiative, уже выделив на нее 500 млн долларов. Из этой суммы 400 млн долларов были направлены на технологии измерений, в частности на криоэлектронную томографию — метод, позволяющий исследовать внутриклеточные структуры с почти атомарным разрешением. Еще 100 млн долларов были предназначены для исследований за пределами Biohub.

К проекту привлекут суперкомпьютеры и лаборатории.

Министерство энергетики США задействует возможности национальных лабораторий, в частности суперкомпьютеры экзафлопсного класса, методы рентгеновского и нейтронного рассеяния, криоэлектронную микроскопию и томографию, а также автоматизированные лаборатории.

NIH передаст имеющиеся биомедицинские ресурсы в рамках своей миссии Bio Genesis. Среди них — национальные хранилища, программы по созданию биологических атласов, общие стандарты данных и наборы информации, пригодные для компьютерного моделирования.

К более масштабной инициативе также присоединятся Allen Institute, Broad Institute, Gladstone Institutes, Human Cell Atlas, Human Protein Atlas и Wellcome Sanger Institute. NVIDIA предоставит вычислительную инфраструктуру, специализированное программное обеспечение и техническую экспертизу.

Biohub планирует создать общие идентификаторы, стандарты и единую точку доступа к данным. Это должно позволить объединять результаты, полученные различными учреждениями с использованием разных приборов, экспериментов, типов клеток и методов измерения.

Пока что конечная цель проекта остается делом будущего. Почти 1,8 млрд долларов должны обеспечить получение необходимых экспериментальных данных, а также предоставить технологии измерений и вычислительные мощности, чтобы в дальнейшем создавать и проверять модели «виртуальных клеток».