Microsoft Research、Quineを発表:生物学の複雑性に挑むAI研究システム

Quineとは何か?

Microsoft Researchの説明によると、Quineは生物学のマルチモーダルな「世界モデル」の構築を目指す研究プロジェクトである。マルチモーダルとは、遺伝子の配列、タンパク質の構造、細胞の画像など、種類の異なるデータをまとめて扱うことを指す。Quineはこのモデルを対話型のツールフレームワーク(ハーネス)と組み合わせ、モデル、科学ツール、文献、研究者を結び付ける。記事の執筆者はVP and Distinguished ScientistのNicolo Fusi氏とVice PresidentのJonathan M. Carlson氏。

Microsoft Researchのいう世界モデルとは、次のことができるシステムを指す。生物システムの現在の状態を表現し、介入後にどう変化するかを予測し、複数ステップ先の結果まで推論する。マイクロソフトは、こうしたシステムは実験に取って代わるものではないと明言している。限られた実験室のリソースを投じる前に、計算によって可能な方向性を探索・提案・順位付けするためのものだという。また、世界モデルが生物学を完全に再現することは決してなく、実験の設計に役立てばよいとも述べている。

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2つの中核コンポーネント

膵臓がんの事例:マイクロソフトはどのような結果を公表したか?

Microsoft Researchは膵管腺がん(PDAC)を例に挙げた。マイクロソフトによれば、PDACは最も一般的な膵臓がんの形態で、最も治療が難しいタイプの一つでもある。PDACの腫瘍細胞は、いくつかの異なる「細胞状態」をとることがある。どの状態にあるかは、治療への反応の仕方と関連しているという。以下の表に出てくる「classical」と「basal」は、こうした細胞状態の名称である。マイクロソフトはBroad Instituteの研究者と協力し、数千種の化合物をQuineで予測・順位付けした。基準は、腫瘍細胞を治療に関連する別の状態へ転換させる可能性である。

マイクロソフトによると、化合物の探索範囲を絞り込み、少数の候補を選んで実験室での検証に回すまでの全工程は、わずか週末1回分で済んだ。これにより、数か月分の実験と相当な研究コストを節約できる可能性があるという。また、最も強い効果の一部は、作用の仕組み(作用機序)が予想外の化合物から得られたと指摘している。マイクロソフトはこれを、AIが新薬の発見や、既存の薬を別の用途に転用するドラッグリポジショニングに役立ち得ることを示す初期の証拠と位置付けている。

誰が使えるのか?提供方法と今後の計画

Microsoft Researchによると、Quineの提供は慎重かつ段階的に進める。当初はQuine Fellowsプログラムと一部の研究協力に限定し、継続的な内部レビューと組み込みの安全対策によって監督を維持する。第1期Quine Fellowsの応募は、発表と同時に受付を開始した。マイクロソフトは、技術の成熟に伴い、Microsoft Discoveryなどの製品を通じてアクセスを拡大する見込みだとしている。

マイクロソフトによると、Quineはすでに同社のがん生物学、タンパク質工学、ゲノミクス、バイオイメージングなどの研究に使われている。今後は新たなRNAデータセットを統合し、状態転換の予測を強化する予定だという。あわせて、予測がどの程度確からしいかを適切に見積もった信頼度(キャリブレーション済みの信頼度推定)も提供するとしている。

一般の読者にとっての意味

• 短期的に診療や服薬に直接影響することはない:マイクロソフトはQuineを臨床・医療用途に使わないと明言している。
• 注目すべきは研究プロセスの変化:マイクロソフトの説明どおりであれば、AIが大量の候補化合物を先に絞り込み、実験室は最も有望な方向に時間を使えるようになる。
• 成果の評価には慎重さが必要:現時点の結果はマイクロソフトという単一の情報源によるもので、さらなる独立研究とピアレビューが待たれる。

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