به گزارش ایسنا، دولت ایالات متحده با شرکت‌های «متا» و «گوگل دیپ‌مایند» و سایر شرکا، نزدیک به ۱.۸ میلیارد دلار بودجه و منابع موجود را برای ساخت مجموعه داده‌های بیولوژیکیِ باز برای مدل‌هایی که برای پیش‌بینی رفتار سلول‌های زنده طراحی شده‌اند، صرف می‌کنند.

این تلاش، طرح زیست‌شناسی مجازی بایوهاب(Biohub) را گسترش می‌دهد که هدف آن توسعه «سلول‌های مجازی» است که محققان در نهایت می‌توانند از آنها برای پیش‌بینی پاسخ‌های سلولی و انجام برخی آزمایش‌های بیولوژیکی به صورت دیجیتالی استفاده کنند.

«بایوهاب» یک سازمان تحقیقاتی غیرانتفاعی است که بر ترکیب ابزارهای محاسباتی با زیست‌شناسی تمرکز دارد.

گوگل دیپ‌مایند، شرکت کشف داروی «ایزومورفیک لبز» و شرکت متا در مجموع ۳۰۰ میلیون دلار در این طرح سرمایه‌گذاری می‌کنند. وزارت انرژی ایالات متحده نیز بیش از ۵۰۰ میلیون دلار در طول پنج سال برای اندازه‌گیری‌های بیولوژیکی، مدل‌سازی و محاسبات کمک خواهد کرد.

مؤسسه ملی بهداشت، مجموعه داده‌ها، مخازن و سایر منابع توسعه‌یافته از طریق بیش از ۵۰۰ میلیون دلار سرمایه‌گذاری فدرال قبلی را هماهنگ خواهند کرد. بایوهاب با مؤسسه ملی بهداشت برای استانداردسازی اطلاعات همکاری خواهد کرد تا بتوان از آنها برای آموزش مدل‌های پیش‌بینی استفاده کرد.

تهیه داده‌های آموزشی زیست‌شناسی

این پروژه به یک مانع بزرگ برای اعمال مدل‌های محاسباتی پیشرفته در زیست‌شناسی می‌پردازد. محققان به مقادیر زیادی از داده‌های تجربی استاندارد نیاز دارند که نشان دهد سلول‌ها چگونه رفتار می‌کنند و به تغییر شرایط پاسخ می‌دهند.

«بایوهاب» می‌گوید مجموعه داده‌های حاصل به صورت آزاد در دسترس محققان قرار خواهد گرفت. هدف، به جای فهرست‌بندی ساده سلول‌ها، ارائه اندازه‌گیری‌های کافی برای مدل‌ها برای پیش‌بینی نحوه پاسخ یک سلول به یک مداخله است که به طور بالقوه به محققان کمک می‌کند تا قبل از انتقال به آزمایش‌های آزمایشگاهی، بیماری‌ها و درمان‌ها را بررسی کنند.

الکس ریوز(Alex Rives)، رئیس «بایوهاب» گفت: یک مدل پیش‌بینی دقیق زیست‌شناسی می‌تواند با قادر ساختن دانشمندان به انجام آزمایش‌ها به صورت دیجیتالی، کشف علمی را به طور چشمگیری تسریع کند.

وی افزود: بینش‌هایی که از این امر حاصل می‌شود می‌تواند درک بسیار بیشتری از بیماری را ایجاد کند و مسیرهای کاملاً جدیدی را برای درمان‌ها باز کند.

«بایوهاب» پیش از این ۵۰۰ میلیون دلار را در ماه آوریل هنگام راه‌اندازی طرح زیست‌شناسی مجازی اختصاص داده بود. از این مبلغ، ۴۰۰ میلیون دلار به فناوری‌های اندازه‌گیری، از جمله توموگرافی کرایو-الکترون که می‌تواند ساختارهای تقریباً اتمی درون سلول‌ها را آشکار کند و سیستم‌های میکروسکوپی که برای تصویربرداری از میلیون‌ها تا میلیاردها سلول در بافت زنده در نظر گرفته شده‌اند، اختصاص می‌یابد. صد میلیون دلار دیگر، از تحقیقات خارج از «بایوهاب» پشتیبانی خواهد کرد.

این ابتکار توسعه‌یافته، این کار را با زیرساخت‌های آزمایشگاهی فدرال و سرمایه‌گذاری‌های خصوصی اضافی همراه می‌کند.

ملاقات ابررایانه‌ها با سلول‌های زنده

کمک وزارت انرژی آمریکا موجب می‌شود این پروژه از قابلیت‌های آزمایشگاهی ملی ایالات متحده از جمله ابررایانه‌های مقیاس بزرگ، پراکندگی پرتو ایکس و نوترون، میکروسکوپ کرایو-الکترون و توموگرافی و آزمایشگاه‌های مستقل بهره ببرد.

در همین حال، موسسه ملی بهداشت آمریکا از طریق ماموریت «Bio Genesis» خود، منابع زیست‌پزشکی موجود را ارائه خواهد داد. این منابع شامل مخازن و برنامه‌های ملی توسعه اطلس‌های بیولوژیکی، استانداردهای داده مشترک و مجموعه داده‌های مناسب برای مدل‌سازی محاسباتی است.

سایر سازمان‌هایی که در این تلاش گسترده‌تر شرکت می‌کنند عبارتند از موسسه آلن(Allen)، موسسه براد(Broad)، موسسات گلدستون(Gladstone)، اطلس سلول انسانی، اطلس پروتئین انسانی و موسسه ولکام سنگر(Wellcome Sanger). شرکت انویدیا(NVIDIA) نیز زیرساخت‌های محاسباتی شتاب‌یافته، نرم‌افزارهای تخصصی و تخصص فنی را فراهم خواهد کرد.

«بایوهاب» قصد دارد شناسه‌های مشترک، استانداردهای مشترک و یک نقطه دسترسی واحد ایجاد کند تا مجموعه داده‌های تولید شده توسط مؤسسات مختلف بتوانند با هم کار کنند. این استانداردسازی مهم خواهد بود، زیرا داده‌های بیولوژیکی می‌توانند از ابزارها، آزمایش‌ها، انواع سلول‌ها و روش‌های اندازه‌گیری مختلف به دست آیند.

هدف نهایی بیش از آنکه اثبات شده باشد، آینده‌نگر است. این ابتکار هنوز یک سلول مجازی جهانی که قادر به پیش‌بینی دقیق پاسخ‌های بیولوژیکی دلخواه باشد، تولید نکرده است. در عوض، تعهد تقریباً ۱.۸ میلیارد دلاری برای ساخت داده‌های تجربی، فناوری‌های اندازه‌گیری و زیرساخت‌های محاسباتی مورد نیاز برای توسعه و آزمایش چنین مدل‌هایی در نظر گرفته شده است.

انتهای پیام