もし、人間の細胞の動きをコンピュータ上で完璧にシミュレーションし、数十年かかるはずの医学的発見をわずか数ヶ月で成し遂げられるとしたら?そんな SFのような世界が、今まさに現実のものになろうとしています。Facebookの創設者として知られるマーク・ザッカーバーグ氏とプリシラ・チャン博士が率いる「バイオハブ(Biohub)」が、人工知能(AI: Artificial Intelligence)とバイオロジーを融合させた、かつてない規模の新プロジェクトを始動させました。

 バイオハブ、データ、計算、実験科学、AIを統合し、科学研究を加速・変革へ

 2025年11月6日、マーク・ザッカーバーグ(Mark Zuckerberg)氏とプリシラ・チャン(Priscilla Chan)博士は、人類の病気を理解し対処するという目標に向け、科学的進歩を劇的に加速させるため、最先端の人工知能(AI: Artificial Intelligence)と最先端のバイオロジーを組み合わせる初の大規模なイニシアチブを発表しました。

2016年の設立以来、バイオハブの科学者やエンジニアからなる多角的なチームは、細胞レベルで生物学を観察、測定、プログラミングするための画期的な技術を開発してきました。同組織は、世界最大のシングルセル(single-cell)データセットを構築し、生物学研究に特化した大規模な計算基盤を確立しました。これらは他には存在しない貴重なリソースです。バイオハブは、チャン・ザッカーバーグ・イニシアチブ(CZI: Chan Zuckerberg Initiative)によって設立され、支援を受けています。

 今日、AIの進歩は科学の新たな地平を切り開きつつあります。この瞬間に応えるため、バイオハブは生物学のためのAIを推進することに専念する最初の大規模な科学的取り組みを開始します。この生物医学研究組織は、世界クラスの計算能力、最先端のAI研究とエンジニアリング、そして最新鋭の実験・画像技術を組み合わせることで、この取り組みをリードできる独自の立場にあります。

マーク・ザッカーバーグ共同創設者は次のように述べています。「私たちがスタートした時の目標は、今世紀中に科学者がすべての病気を治癒または予防できるよう支援することでした。AIの進歩により、現在ではそれがもっと早く実現可能になると信じています。科学を加速させることは、私たちができる最もポジティブな貢献です。そのため、次なる章ではAIを駆使したバイオロジーに全力を注ぎます」

この取り組みを加速させるため、ライフサイエンス分野で画期的な大規模AIシステムを生み出してきた最先端のAI研究ラボでありベネフィット・コーポレーションであるエボリューショナリー・スケール(EvolutionaryScale)社がバイオハブに加わります。同社の共同創設者兼チーフサイエンティストであり、生物学におけるAI言語モデリング分野を切り拓いた先駆的なコンピューター科学者として知られるアレックス・ライブズ(Alex Rives)博士が、サイエンス・ヘッド(科学部門責任者)に就任します。アレックス・ライブズ博士は、実験生物学、データ、そしてAIにわたる統合的な研究戦略を指揮します。

 アレックス・ライブズ博士は、「AIの進歩は、生物学を理解しエンジニアリングするための新しいツールをすでに私たちに与え始めています。最先端のAIと、大規模な生物学的データの生成、そして独創的な実験科学を融合させることで、根本的な新しい科学的発見がなされるスピードを大幅に加速できる可能性があります」と語っています。

 科学者、エンジニア、AI研究者の共同チームは、次世代のAIシステムを構築するために必要なデータセット、ラボ技術、モデリングの革新を開発し、将来の生物学的発見や疾患研究を推進します。これらの取り組みを後押しするため、バイオハブは計算能力を2028年までに10,000基のグラフィックス・プロセッシング・ユニット(GPU: Graphics Processing Unit)へと10倍に拡大し、そのリソースをデータ生成と実験生物学に投入します。

バイオハブは、以下の「4つの科学的グランドチャレンジ」に取り組むことを約束しました。

細胞の統一AIモデルの開発:細胞が人体内でどのように振る舞うかを予測し、理解するためのモデル。

最新鋭のイメージングシステム:複雑な生物学的プロセスをかつてないスケールで視覚化。

新しい計測機器の作成:リアルタイムで炎症を監視・調節する装置。

免疫システムの再プログラミング:AIを活用して免疫システムを制御し、疾患の早期発見、予防、治療に役立てる。 

これらの取り組みは、ヒトの生物学の内部構造を解明し、科学的および医学的なブレイクスルーを実現することを目指しています。

プリシラ・チャン共同創設者は、「カリフォルニア大学サンフランシスコ校(UCSF)で小児科医として働いていた頃、科学的にまだ謎が多い疾患を抱える子供たちを治療してきました」と振り返ります。プリシラ・チャン博士はさらに続けます。「私が何よりも求めていたのは、細胞の中で何が起きているのか、つまり遺伝子変異がさまざまな細胞タイプでどのように発現し、具体的に何が壊れているのかを確認する方法でした。これまでは、そのような理解は手の届かないものでした。AIがそれを変えようとしています。初めて、疾患の生物学をモデル化して予測し、何が間違っているのか、それを解決するためにどのように新しい治療法を開発できるかを明らかにする可能性を私たちは手に入れたのです」

AI駆動型バイオロジーのビジョン バイオハブのAI駆動型バイオロジー・イニシアチブは、科学を加速させるために生物学を推論・表現できる強力なAIシステムの構築を目指しています。

バーチャル・バイオロジー:分子、ゲノム、細胞、および生体システムの高精度なデジタル表現を構築することで、デジタル上で科学的な問いを投げかけ、ラボで可能な範囲をはるかに超える規模とスピードで仮想実験を行うことが可能になります。これにより、科学者はかつてない深さと速さで生物システムを探求できるようになります。

 発見の加速:世界の科学データを推論し、学習し、統合できる科学用AIに取り組み、根本的な洞察を明らかにして発見のスピードを早めます。

バイオハブは、これらの強力な技術を研究・構築・拡張し、基礎的な生物学の進歩と最先端の医学的応用のために科学者に提供します。このようなシステムが進歩すれば、最終的には数十年かかる発見を数ヶ月で達成できる可能性があると信じています。

これにより、「最先端医療(frontier medicine)」の扉が開かれると考えています。AIは、疾患の早期発見や予防、プログラム可能な細胞医薬、個別化された遺伝子編集による治療、そして炎症性疾患や慢性疾患の予防と完治に向けたアプローチを可能にするでしょう。

初期のマイルストーン:仮想免疫システムと新しいAIモデル 長期的なロードマップに向け、バイオハブは現在進行中のいくつかの成果も共有しています。 まず、ヒトの免疫システムの膨大な複雑さをモデル化する旗艦プロジェクト「仮想免疫システム(Virtual Immune System)」を開始します。その目的は、免疫学の理解を変え、健康のエンジニアリング、免疫療法のシミュレーション、機能不全に陥った細胞の再プログラミングへの道を開くことです。

また、バイオハブは「仮想細胞プラットフォーム(virtual cells platform)」上で以下の3つの新しいモデルを無償で公開しています。

VariantFormer:個人の遺伝的変異を、組織特異的な遺伝子活性パターンに直接変換するモデル。 

CryoLens:構造的な類似性分析を提供する、クライオ電子線トモグラフィー(cryoET: cryo-electron tomography)のための大規模事前学習済みモデル。

scLDM:かつてない忠実度で現実的なシングルセルデータをイン・シリコ(in silico: コンピュータ上)で生成できる新しいAIモデル。

これらは、最近公開された他の主要なモデル、例えば遺伝子規制ネットワークが細胞の挙動をどのように制御するかを理解するための「GREmLN」や、生物学的推論を行い科学知識をより身近なものにする対話型の大規模言語モデル(LLM: Large Language Model)である「rBio」などと共に、AIベースの生物学研究のための包括的なプラットフォームを提供します。

技術の急速な進歩は、ライフサイエンスにおける革命を牽引しています。最先端のAIとバーチャル・バイオロジーが、生物学的発見の次の時代を形作るでしょう。バイオハブは設立当初からの精神を受け継ぎ、世界中の科学コミュニティと責任を持って協力し、最先端技術へのアクセスを民主化するためにデータセットとモデルを自由に共有し続けます。

[News release]

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