Forschungsteams haben mithilfe dieser gut kuratierten Datensätze bereits Entdeckungen gemacht. Einer entdeckte, dass das mit Mukoviszidose verbundene defekte Gen von einer Zellart exprimiert wird, die Wissenschaftler noch nie zuvor gesehen hatten, während ein anderer die Atmungszellen identifizierte, die am anfälligsten für SARS-CoV-2 sind. Andere nutzen die Daten, um neue Möglichkeiten zum Spleißen von Genen zu entdecken, um möglicherweise krankheitsverursachende Mutationen in bestimmten Zellen zu korrigieren.
Diese Entdeckungen sind der erste Schritt bei der Entwicklung von Behandlungsmöglichkeiten für Krankheiten – und wir glauben, dass KI die Entdeckungsrate von Forschern in Zukunft erheblich beschleunigen kann.
Die Berechnung
Um eine virtuelle Zelle zu erstellen, bauen wir einen Hochleistungs-Computing-Cluster mit mehr als 1000 H100-GPUs auf, der es uns ermöglicht, neue KI-Modelle zu entwickeln, die auf verschiedenen großen Datensätzen über Zellen und Biomoleküle trainiert werden – einschließlich derer, die von unseren wissenschaftlichen Instituten generiert wurden. Wir hoffen, dass dies Wissenschaftlern im Laufe der Zeit ermöglichen wird, jeden Zelltyp sowohl im gesunden als auch im kranken Zustand zu simulieren und diese Simulationen abzufragen, um zu sehen, wie schwer fassbare biologische Phänomene wahrscheinlich ablaufen – einschließlich der Entstehung von Zellen, ihrer Interaktion im Körper usw. und wie genau sich krankheitsverursachende Veränderungen auf sie auswirken.
Unser Computercluster wird nicht so groß sein wie diejenigen, die im privaten Sektor für kommerzielle Produkte verwendet werden, aber sobald er in Betrieb ist, wird er einer der weltweit größten KI-Cluster für gemeinnützige wissenschaftliche Forschung sein. Dies wird eine wichtige Ressource für akademische Teams sein, die bereit sind, Datensätze auf neue Weise zu nutzen, aber durch die unerschwinglichen Kosten für den Zugriff auf die neueste KI-Technologie daran gehindert werden. Wie unsere anderen Tools werden diese digitalen Zellmodelle und die damit verbundenen Daten und Anwendungen für Forscher weltweit offen zugänglich sein.
Die Menschen
Das Generieren dieser Datensätze, der Aufbau dieses Computerclusters und der Einsatz von KI für die Biologie sind die Art multidisziplinärer, gemeinschaftlicher Anstrengung, die unsere Arbeit ausmacht.
Unser Biohub-Netzwerk hat Experten aus verschiedenen Disziplinen und Institutionen zusammengebracht, um einige der größten und riskantesten Herausforderungen der Wissenschaft anzugehen, die in traditionellen akademischen Umgebungen nicht gelöst werden könnten. Durch Projekte wie CELLxGENE haben Forscher auf der ganzen Welt zum Aufbau eines Einzelzellen-Datenkorpus beigetragen – ein Beweis dafür, wie effektiv eine gemeinsame Ressource für offene Wissenschaft wachsen kann, wenn mehr Mitarbeiter Ressourcen und Intelligenz beisteuern.
Als CZI 2016 seine wissenschaftliche Arbeit zum ersten Mal startete, haben wir uns einem großen Ziel verschrieben: der wissenschaftlichen Gemeinschaft dabei zu helfen, bis zum Ende dieses Jahrhunderts alle Krankheiten zu heilen, zu verhindern oder zu bewältigen. Wir glauben, dass dieses Ziel möglich ist und erheblich vorangebracht werden kann, wenn führende Wissenschaftler und Technologen zusammenarbeiten, um die durch KI geschaffenen Möglichkeiten optimal zu nutzen. Wir können damit beginnen, die Geheimnisse unserer Zellen zu entschlüsseln, und das kann zu Arbeiten führen, die dazu beitragen, viele Krankheiten, wie wir sie kennen, zu beenden.
Priscilla Chan ist Mitbegründerin und Co-CEO der Chan Zuckerberg Initiative. Priscillas Arbeit als Kinderärztin und Lehrerin mit Patienten und Schülern in Gemeinden in der gesamten Bay Area hat ihren Wunsch geweckt, das Lernen personalisierter zu gestalten, neue Wege zur Behandlung und Heilung von Krankheiten zu finden und die Möglichkeiten für mehr Menschen zu erweitern. Priscilla erwarb ihren BA in Biologie an der Harvard University und ihren MD an der UC San Francisco (UCSF).
Mark Zuckerberg ist Mitbegründer und Co-CEO der Chan Zuckerberg Initiative. Als Gründer, Vorsitzender und CEO von Meta bringt Mark sein Engagement für die Stärkung von Menschen und den Aufbau von Gemeinschaften sowie umfassende technische Erfahrung in die Arbeit von CZI ein. Mark studierte Informatik an der Harvard University, bevor er 2004 nach Palo Alto, Kalifornien, zog.