GenBio AI erstellt erstes Weltmodell der menschlichen Zelle

Erstes Modell seiner Art simuliert das Verhalten der menschlichen Zelle über die gesamte biologische Hierarchie, von DNA und RNA über Proteine bis zur Ebene der ganzen Zelle

PALO ALTO, Kalifornien--(BUSINESS WIRE)--GenBio AI („GenBio“) ist ein Unternehmen, das KI für die Wissenschaft einsetzt und von Nobelpreisträger David Baker, dem führenden KI-Wissenschaftler Eric Xing und anderen prominenten Forschern aus den Bereichen Life Science und künstliche Intelligenz von Stanford, der Carnegie Mellon University, der Mohamed Bin Zayed University of Artificial Intelligence, Harvard, dem Weizmann-Institut und anderen Forschungsinstituten gegründet wurde. Heute stellte das Unternehmen AIDO Cell vor, sein virtuelles Zellweltmodell. Es ist das erste System, das in der Lage ist, eine menschliche Zelle über ihre gesamte biologische Hierarchie – von DNA und RNA über Proteine bis hin zur Ebene der gesamten Zelle – zu simulieren, und zwar sowohl in ihrem natürlichen Zustand als auch bei Reaktion auf Medikamente und andere Interventionen.

Ein wichtiger erster Schritt in den Bio- und Medizinwissenschaften:

Die virtuelle Zellsimulation über die gesamte Hierarchie wurde weitgehend als wesentlicher Meilenstein in der Computerbiologie identifiziert. Verglichen mit den vorherigen Anstrengungen verschiedener Forschungslabore ist AIDO Cell die erste Lösung, die das gesamte molekular-zelluläre Spektrum in einer kontinuierlichen Simulation integriert. Forscher können mit dem System die Zelle auf einer beliebigen Ebene stören und beobachten, wie die gesamte Zelle reagiert. So können sie beispielsweise ein Gen außer Gefecht setzen und sehen, wie nacheinander Genregulation, Änderungen des Proteinverhaltens und Auswirkungen auf die Zelle als Ganzes eintreten.

„Das Aufregende ist nicht, dass wir die Zellbiologie gelöst haben – das ist (noch) nicht der Fall. Wir haben zum ersten Mal ein System, das eine Zelle über die gesamte Hierarchie der biologischen Skalen simulieren kann, von der DNA bis hin zum Verhalten der gesamten Zelle, und computergestützt abgefragt werden kann“, sagte Baker, der 2024 den Chemie-Nobelpreis für seine wegweisende Arbeit im Bereich des computergestützten Proteindesigns erhalten hat. „AIDO Cell ist eine sichere Grundlage, selbst in diesem frühen Stadium, und könnte wichtige Auswirkungen für Felder wie Wirkstoffentdeckung, Toxikologie und allgemeine Krankheitsforschung haben.“

Die Multiskalen-Fähigkeit von AIDO Cell wird durch eine zugrundeliegende Architektur ermöglicht, die auf einem Weltmodell basiert und eine der ersten biologischen Anwendungen für einen aufstrebenden Bereich der KI-Forschung darstellt. „Was die Weltmodellarchitektur ermöglicht und was unser System vollkommen neu macht, ist, dass es sowohl multiskalenfähig als auch zustandsbehaftet ist. Die Simulation merkt sich, was Sie mit der Zelle gemacht haben. Sie können ganze Störsequenzen ausführen, die aufeinander aufbauen, und sich den fortschreitenden, kumulativen Effekt in der Zelle ansehen, wie Sie dies auch bei einem realen (Nasslabor-)Arbeitsablauf tun würden“, sagte Präsident und leitender Wissenschaftler von GenBio AI, Eric Xing.

Das Verfahren, um neue Medikamente und Therapien auf den Markt zu bringen, ist bekanntermaßen langsam, riskant und teuer. Von 10.000 Komponenten, die in die Medikamenten-Entwicklungspipeline eingebracht werden, erreicht durchschnittlich nur eine die Klinik. Dieses Verfahren dauert über 10 Jahre und kostet im Durchschnitt mehr als geschätzte 2 Milliarden USD pro erfolgreichem Medikamentenkandidat. Ein wesentlicher Grund dafür besteht in der schieren Komplexität der menschlichen Biologie und der Unfähigkeit vorhandener Forschungsinstrumente, mehr als einen Bruchteil davon zu erfassen. AIDO Cell ist ein erster Schritt in die richtige Richtung, um diese Lücke zu schließen. Bei einer frühen Fallstudie konnte das System den Mechanismus hinter Imatinib in Leukämiezellen rekapitulieren und seine Fähigkeit zeigen, den Weg einer medikamentösen Behandlung durch die gesamte zelluläre Umgebung nachzuverfolgen.

„Wir haben diese Version des Systems als Vorschau veröffentlicht, eine frühe, aber funktionelle Demonstration, dass die zustandsbehaftete, virtuelle Multiskalen-Zellsimulation jetzt möglich ist“, sagte Xing. „Wir planen, gegen Ende des Jahres und im Laufe des nächsten Jahres fortschrittlichere Versionen des Systems mit optimierten Funktionen und höherer Präzision zu veröffentlichen.“

AIDO Cell unterstützt K562- und HepG2-Zelllinien, wobei sich zusätzliche Zelltypen in der Entwicklung befinden. GenBio bereitet sich auf die Lancierung eines Early -Access-Programms/Programms für wissenschaftliche Mitarbeiter für Wissenschaftler in Wissenschaft, Biotechnologie und Pharmaindustrie vor.

Gründungsteam: GenBio AI wurde von einem Team gegründet, das erstklassige Expertise in den Bereichen KI, Computerbiologie und Business vereint:

• David Baker – Mitgründer, GenBio AI; Professor für Biochemie, Forscher am HHMI und Leiter des Instituts für Proteindesign, Universität Washington; Nobelpreisträger 2024 in Chemie
• Ziv Bar-Joseph – Mitgründer und Chief Scientific Officer, GenBio AI; Professor, Carnegie Mellon University; ehemaliger Leiter KI, Sanofi; Gewinner des Overton-Preises 2012
• Fred Hu – Mitgründer und CEO, GenBio AI; Gründer und Vorsitzender, Primavera Capital Group; ehemaliger Partner, Goldman Sachs
• Emma Lundberg – Mitgründerin und Chief Strategic Advisor, GenBio AI; Außerordentliche Professorin, Stanford University; Professorin, KTH Royal Institute of Technology, Co-Direktorin, Human Protein Atlas
• Le Song – Mitgründer und Chief Technology Officer, GenBio AI; Professor, MBZUAI; ehemaliger CTO und Chief AI Scientist, BioMap
• Eric Xing – Mitgründer, Präsident und leitender Wissenschaftler, GenBio AI; Präsident und Universitätsprofessor MBZUAI; Professor, Carnegie Mellon University

Zudem sind Eran Segal (Dekan des Bereichs für Biowissenschaften und Professor, MBZUAI; Professor, Weizmann-Institut für Wissenschaften; Gewinner des Overton-Preises 2007) und Debora Marks (Professorin, Harvard University und Gewinnerin des Overton-Preises 2016; Mitgründerin, Seismic Therapeutic) wissenschaftliche Mitarbeitende.

Über GenBio AI: GenBio AI ist ein Unternehmen, das KI für die Wissenschaft einsetzt und es sich zur Aufgabe gemacht hat, Biologie vollständig berechenbar zu machen. Das Unternehmen entwickelt einen KI-gestützten digitalen Organismus (AI-driven Digital Organism, AIDO), um lebende Systeme zu simulieren, die Biologie als Ganzes zu entschlüsseln und die medizinische und wissenschaftliche Forschung zu beschleunigen, um die Medizin und das Gesundheitswesen zugunsten der Menschen zu transformieren. AIDO Cell – ein Weltmodell, das die Biologie einer Zelle von den Molekülen bis hin zum Verhalten der ganzen Zelle simuliert – ist der erste Schritt in Richtung dieser größeren Mission. GenBio AI, das 2024 gegründet wurde, ist ein globales Unternehmen mit Hauptsitz in Palo Alto, Kalifornien, und Laboren in Paris und Abu Dhabi.

Weitere Informationen finden Sie unter: genbio.ai.

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