รัฐบาลสหรัฐฯ ร่วมกับ Meta และ Google DeepMind ลงทุนร่วมกันเกือบ 18 億ดอลลาร์สร้างชุดข้อมูลชีววิทยาแบบเปิด

รัฐบาลสหรัฐอเมริกา Meta Google DeepMind และพันธมิตรอื่นๆ กำลังรวมทุนเกือบ 18 億ดอลลาร์ร่วมกับทรัพยากรที่มีอยู่ เพื่อสร้างชุดข้อมูลชีววิทยาแบบเปิด ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อทำนายพฤติกรรมของเซลล์มีชีวิต โครงการนี้ขยายจากโครงการชีววิทยาเสมือนจริงของ Biohub โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนา "เซลล์เสมือนจริง" ซึ่งนักวิจัยจะนำไปใช้ทำนายการตอบสนองของเซลล์และทำการทดลองชีววิทยาบางอย่างในสภาพแวดล้อมดิจิทัลได้ในที่สุด Biohub เป็นองค์กรวิจัยไม่แสวงหาผลกำไรที่มุ่งเน้นการรวมเครื่องมือคำนวณกับชีววิทยา Google DeepMind บริษัทค้นพบยา Isomorphic Labs และ Meta ร่วมลงทุน 3 億ดอลลาร์ในโครงการนี้

แหล่งทุนและพันธมิตร

กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ จะจัดหาทุนมากกว่า 5 億ดอลลาร์ภายใน 5 ปี สำหรับการวัดทางชีววิทยา การสร้างโมเดล และการคำนวณ สถาบันวิจัยสุขภาพแห่งชาติ (NIH) จะประสานงานชุดข้อมูล ฐานข้อมูล และทรัพยากรอื่นๆ ที่พัฒนาจากการลงทุนของรัฐบาลกลางมากกว่า 5 億ดอลลาร์ก่อนหน้านี้ Biohub จะร่วมมือกับ NIH เพื่อมาตรฐาน hóaข้อมูล ให้สามารถนำไปใช้ฝึกโมเดลทำนายได้

โครงการนี้มุ่งแก้ปัญหาอุปสรรคหลักในการนำโมเดลคำนวณขั้นสูงมาใช้ในชีววิทยา: นักวิจัยต้องการข้อมูลทดลองมาตรฐานจำนวนมาก เพื่อแสดงพฤติกรรมและการตอบสนองของเซลล์เมื่อเงื่อนไขเปลี่ยนแปลง Biohub ระบุว่าชุดข้อมูลที่ได้จะเปิดเผยต่อนักวิจัย เป้าหมายไม่ได้เป็นแค่การจัดกลุ่มเซลล์ แต่เป็นการให้ข้อมูลการวัดที่เพียงพอ เพื่อให้โมเดลทำนายการตอบสนองของเซลล์ต่อการแทรกแซงได้ ซึ่งอาจช่วยให้นักวิจัยศึกษาโรคและวิธีรักษาก่อนทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ "โมเดลทำนายทางชีววิทยาที่แม่นยำสามารถเร่งการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดลองในสภาพแวดล้อมดิจิทัลได้"

หัวหน้าฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ Biohub คือ Alex Rives กล่าวไว้ว่า "ข้อมูลเชิงลึกที่ได้จะปลดล็อกความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นต่อโรค และเปิดทางการรักษาใหม่ทั้งหมด" Biohub เมื่อเดือนเมษายนเปิดตัวโครงการชีววิทยาเสมือนจริง ได้สัญญาว่าจะลงทุน 5 億ดอลลาร์ โดย 4 億ดอลลาร์จะใช้สำหรับเทคโนโลยีการวัด รวมถึงเทคโนโลยีโครโมสอมนำทางอิเล็กตรอนแบบเยือกแข็ง (cryo-ET) ที่สามารถเปิดเผยโครงสร้างเกือบระดับอะตอมภายในเซลล์ และเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์ที่มุ่งถ่ายภาพเซลล์หลายล้านถึงหลายพันล้านเซลล์ในเนื้อเยื่อมีชีวิต อีก 1 億ดอลลาร์จะสนับสนุนการวิจัยนอกเหนือจาก Biohub

ความสำคัญของข้อมูลมาตรฐาน

โครงการขยายเวอร์ชันนี้รวมงานเหล่านี้กับโครงสร้างพื้นฐานห้องปฏิบัติการของรัฐบาลกลางและการลงทุนจากภาคเอกชนเพิ่มเติม การมีส่วนร่วมของกระทรวงพลังงานจะใช้ความสามารถของห้องปฏิบัติการแห่งชาติสหรัฐฯ รวมถึงคอมพิวเตอร์ซูเปอร์ X 射線 และการกระจายนิวตรอน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเยือกแข็งและโครโมสอมนำทาง รวมถึงห้องปฏิบัติการอัตโนมัติ สถาบันวิจัยสุขภาพแห่งชาติ (NIH) จะจัดหาทรัพยากรชีวการแพทย์ที่มีอยู่ผ่านภารกิจ BioGenesis รวมถึงฐานข้อมูลแห่งชาติและแผนที่ชีวภาพพัฒนา มาตรฐานข้อมูลร่วม และแผนสำหรับชุดข้อมูลที่เหมาะกับการสร้างโมเดลคำนวณ องค์กรอื่นๆ ที่ร่วมมือในความพยายามกว้างขวางนี้รวมถึง Allen Institute, Broad Institute, Gladstone Institutes, Human Cell Atlas, Human Protein Atlas และ Wellcome Sanger Institute

NVIDIA จะจัดหาฐานโครงสร้างการคำนวณเร่งความเร็ว ซอฟต์แวร์เฉพาะทาง และความเชี่ยวชาญทางเทคนิค

Biohub วางแผนสร้างตัวระบุร่วม มาตรฐานร่วม และจุดเข้าถึงเดียว เพื่อให้ชุดข้อมูลที่สร้างโดยองค์กรต่างๆ สามารถทำงานร่วมกันได้ การมาตรฐาน hóaนี้จะมีความสำคัญมาก เนื่องจากข้อมูลชีววิทยาอาจมาจากเครื่องมือ การทดลอง ประเภทเซลล์ และวิธีการวัดที่ต่างกัน เป้าหมายสุดท้ายยังคงเป็นแนวคิดเชิงอนาคต ไม่ใช่สิ่งที่พิสูจน์แล้ว โครงการนี้ยังไม่ได้สร้างเซลล์เสมือนจริงแบบสากลที่สามารถทำนายการตอบสนองทางชีววิทยาแบบสุ่มได้อย่างแม่นยำ ในทางกลับกัน การสัญญาทุนเกือบ 18 億ดอลลาร์มุ่งสร้างข้อมูลทดลอง เทคนิคการวัด และโครงสร้างพื้นฐานการคำนวณ เพื่อพัฒนาและทดสอบโมเดลประเภทนี้

ศักยภาพและความท้าทายในอนาคตของชุดข้อมูลชีววิทยา

โครงการนี้ไม่ใช่แค่การลงทุนทุน בלבד แต่เป็นแบบอย่างของความร่วมมือระหว่างบริษัทเทคโนโลยีและหน่วยงานรัฐ ผ่านการมาตรฐาน hóaข้อมูล นักวิจัยจะสามารถใช้โมเดลคำนวณเพื่อการวิจัยชีววิทยาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งสำคัญต่อการเร่งการค้นพบทางวิทยาศาสตร์และการพัฒนาการรักษาใหม่ อย่างไรก็ตาม การสร้างโมเดลเซลล์เสมือนจริงที่แม่นยำยังเผชิญความท้าทาย เนื่องจากต้องรวมข้อมูลจากแหล่งต่างๆ และรับรองคุณภาพและความสอดคล้อง หากสำเร็จ จะช่วยปลดล็อกความเข้าใจที่ลึกซึ้งต่อโรค และขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางชีวการแพทย์