Η Microsoft Research παρουσιάζει το Quine, ένα πολυτροπικό παγκόσμιο μοντέλο βιολογίας

Η Microsoft Research στις 29 Σεπτεμβρίου 2026 παρουσίασε το Quine, μια ερευνητική προσπάθεια που βασίζεται σε ένα πολυτροπικό παγκόσμιο μοντέλο βιολογίας και σε ένα διαδραστικό περιβάλλον που συνδέει το μοντέλο με μοντέλα ορχήστρωσης και λογικής, επιστημονικά εργαλεία, τη βιβλιογραφία έρευνας, το υγρό εργαστήριο και τις ομάδες επιστημόνων που τα χρησιμοποιούν.

Με την ανακοίνωση, η Microsoft άνοιξε τις αιτήσεις για την πρώτη ομάδα Quine Fellows και ανέφερε ότι, συνεργαζόμενη με ερευνητές του Broad Institute of MIT and Harvard, έχει χρησιμοποιήσει το σύστημα για την κατάταξη ενώσεων που προβλέπεται ότι θα προκαλέσουν θεραπευτικές μετατοπίσεις στην κατάσταση των κυττάρων του όγκου, με αρκετούς από τους κορυφαίους υποψήφιους να επικυρώνονται σε πολλαπλές δοκιμές στο υγρό εργαστήριο.

Η ανακοίνωση είναι συνυπογραφόμενη από τον Nicolo Fusi, Αντιπρόεδρο και διακεκριμένο επιστήμονα, και τον Jonathan M. Carlson, αντιπρόεδρο.

Ένα παγκόσμιο μοντέλο χτισμένο σε βιολογικές κλίμακες

Η Microsoft ορίζει το παγκόσμιο μοντέλο που επιδιώκει ως ένα που αντιπροσωπεύει την κατάσταση ενός βιολογικού συστήματος, προβλέπει πώς αυτή η κατάσταση θα αλλάξει υπό μια παρέμβαση και λογίζει τις επακόλουθες συνέπειες αρκετά βήματα μπροστά. Η εταιρεία δηλώνει ότι ένα τέτοιο σύστημα δεν θα αντικαταστήσει τις πειραματικές διαδικασίες· αντίθετα, θα επιτρέπει στους ερευνητές να αξιολογούν και να κατατάσσουν υποψήφιες κατευθύνσεις υπολογιστικά πριν δεσμευτούν περιορισμένοι εργαστηριακοί πόροι.

Το βασικό μοντέλο του Quine εκπαιδεύεται για να μαθαίνει αναπαραστάσεις κοινές σε βιολογικές κλίμακες και τύπους δεδομένων, μεταξύ των οποίων η ακολουθία, η δομή, η λειτουργία, η κυτταρική κατάσταση και η απεικόνιση. Οι μορφές εκπαίδευσής του καλύπτουν τη γονιδιωματική, τις πρωτεΐνες, τη χημεία, το RNA και την κυτταρική κατάσταση, καθώς και τη βιοαπεικόνιση. Η Microsoft αναφέρει ότι η κοινή εκπαίδευση σε αυτές τις μορφές ενισχύει αντί να αμβλύνει την απόδοση: τα στοιχεία από μία μορφή μπορούν να ενημερώνουν προβλέψεις σε άλλη, καταγράφοντας σχέσεις που, σύμφωνα με την εταιρεία, θα μπορούσαν να παραμείνουν απομονωμένες ή να χαθούν εάν αντί για αυτό χρησιμοποιούνταν ξεχωριστά μοντέλα ειδικών ενός μόνο τομέα.

Στην περιγραφή της Microsoft, το σύστημα λειτουργεί ως κύκλος που ξεκινά και τελειώνει με τον επιστήμονα: μια ερώτηση παράγει προτάσεις, οι προτάσεις μετατρέπονται σε πειράματα που αξίζει να διεξαχθούν, και οι προκύπτουσες μετρήσεις βελτιώνουν τόσο την επόμενη ερώτηση όσο και το ίδιο το μοντέλο. Η εταιρεία σημειώνει ότι το μοντέλο δεν χρειάζεται να είναι τέλειο, προσθέτοντας ότι ποτέ δεν θα μπορεί να αποτυπώσει πλήρως τη βιολογία· χρειάζεται μόνο να καθοδηγεί το πειραματικό σχεδιασμό με χρηστικό τρόπο.

Η Σελίδα έργου Quine περιγράφει τρία στοιχεία που αναπτύχθηκαν ταυτόχρονα: το ίδιο το μοντέλο, σχεδιασμένο να συνδέει αποδείξεις μεταξύ πρωτεϊνών, κυττάρων, ιστών και γονότυπων· μια στρώση εργαλείων που στοχεύει να βοηθήσει τους ερευνητές να διασπάσουν ερωτήματα σε βήματα, να εφαρμόσουν μοντέλα και επιστημονικά εργαλεία, να αξιολογήσουν αποδείξεις και να αναθεωρήσουν σχέδια· και ένα ερευνητικό πρόγραμμα στο οποίο επιστήμονες της Microsoft, fellows, συνεργάτες και πειραματικοί εταίροι δοκιμάζουν το σύστημα σε πραγματικά βιολογικά ερωτήματα. Η σελίδα χρονολογεί τις ερευνητικές γραμμές που τροφοδοτούν το Quine μεταξύ 2021 και 2026, καλύπτοντας πρωτεΐνες, το ρυθμιστικό γονιδίωμα, το μικροπεριβάλλον του όγκου, την παθολογία ιστών, τη μικροσκοπία και τα βιολογικά δεδομένα.

Η Microsoft Research δηλώνει ότι έχει επενδύσει πάνω από δύο δεκαετίες σε τομείς όπου η υπολογιστική συναντά τη βιολογία, όπως η ανοσολογία, η ιολογία, η γονιδιωματική, η βιοϊατρική απεικόνιση, η κυτταρική βιολογία και η μηχανική πρωτεϊνών, και ότι το Quine έχει καταστεί κεντρικό για το πώς οι ομάδες της διεξάγουν ανακαλύψεις σε πεδία όπως η βιολογία του καρκίνου, η μηχανική πρωτεϊνών, η γονιδιωματική και η βιοαπεικόνιση.

Επικύρωση σε Υγρό Εργαστήριο στον Παγκρεατικό Καρκίνο

Η ανακοίνωση ενσωματώνει το σύστημα σε μια συγκεκριμένη περίπτωση: τον παγκρεατικό αγγειοειδές αδενόκαρκο (PDAC), που η Microsoft περιγράφει ως τη πιο συνηθισμένη μορφή παγκρεατικού καρκίνου και μία από τις πιο δύσκολες προς θεραπεία. Συνεργαζόμενη με ερευνητές του Broad Institute, η εταιρεία έχει αναπτύξει και εφαρμόσει μοντέλα ex vivo προερχόμενα από ασθενείς για χρόνια, προκειμένου να δοκιμάσει μια μακροχρόνια υπόθεση: ότι η συμπεριφορά ενός όγκου και η ανταπόκρισή του σε φάρμακα εξαρτώνται από την μεταγραφική κατάσταση των κυττάρων, καθώς και από τη γενετική του. Τα κύτταρα του όγκου PDAC μπορούν να βρίσκονται σε διαφορετικές κυτταρικές καταστάσεις που συνδέονται με την ανταπόκριση στη θεραπεία.

Αυτή η συνεργασία εντάσσεται στο Project Ex Vivo, μια κοινή προσπάθεια έρευνας καρκίνου μεταξύ Microsoft και Broad Institute με την υποστήριξη του Dana-Farber Cancer Institute, με στόχο τον ορισμό, τη μηχανική και την στόχευση των κυτταρικών καταστάσεων στον καρκίνο. Η αρχική της εργασία στο PDAC εξέτασε τη θεραπευτική σημασία της κυτταρικής κατάστασης και των μικροπεριβαλλοντικών παραγόντων που την καθορίζουν.

Η Microsoft αναφέρει ότι χρησιμοποιεί το Quine για να αξιολογήσει και να κατατάξει χιλιάδες ενώσεις με βάση το δυναμικό τους να μετακινήσουν τα κύτταρα του όγκου μεταξύ καταστάσεων σχετικών με τη θεραπεία. Σε μελέτες στο υγρό εργαστήριο που επικεντρώνονται στη μετάβαση από κλασικές σε βασικές κυτταρικές καταστάσεις, η εταιρεία δηλώνει ότι οι ενώσεις που το Quine κατατάσσει υψηλότερα μετακίνησαν τα κύτταρα πιο μακριά στην επιθυμητή κατεύθυνση σε όλες τις δοκιμές, και αρκετές από τις ισχυρότερες επιδράσεις αφορούσαν ενώσεις με απρόσμενους μηχανισμούς δράσης· αποτελέσματα που η Microsoft περιγράφει ως πρώιμο δείγμα ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να αποκαλύψει ευκαιρίες για επαναχρησιμοποίηση φαρμάκων και νέες ανακαλύψεις.

Η διαδικασία, από τη σμίκρυνση του χώρου αναζήτησης ενώσεων μέχρι την επιλογή μιας σύντομης λίστας υποψηφίων για επικύρωση στο εργαστήριο, διήρκεσε ένα μόνο Σαββατοκύριακο, σύμφωνα με τη Microsoft, ρυθμός που περιγράφει ως δυνατότητα εξοικονόμησης μηνών πειραματικής εργασίας και σημαντικών ερευνητικών δαπανών.

Η αντίστροφη μετάβαση, από το βασικό πίσω στο κλασικό, αποδείχθηκε πιο δύσκολη, ένα αποτέλεσμα που η εταιρεία λέει ότι ταιριάζει με την πρόβλεψη του Quine ότι τα διαθέσιμα ενώματα θα παράγουν πιο αδύναμες επιδράσεις προς αυτή την κατεύθυνση. Τα πειράματα επιβεβαίωσαν επίσης μια ξεχωριστή πρόβλεψη του Quine ότι αρκετά ενώματα θα ωθούν επανειλημμένα τα κύτταρα προς ένα διακριτό τρίτο φαινότυπο, κάτι που, σύμφωνα με τη Microsoft, υποδηλώνει ότι το τοπίο των κυτταρικών καταστάσεων του παγκρεατικού καρκίνου είναι πιο πολύπλοκο από έναν απλό άξονα κλασικό-βασικό. Τα επόμενα βήματα σε αυτή τη δουλειά περιλαμβάνουν την ενσωμάτωση νέων συνόλων δεδομένων RNA και εργασιών, την ακρίβεια των προβλέψεων μετάβασης καταστάσεων και την προσθήκη βαθμονομημένων εκτιμήσεων εμπιστοσύνης ώστε οι επιστήμονες να μπορούν να κατατάξουν τις ισχυρότερες υποθέσεις για πειράματα σε υγρό εργαστήριο.

Όροι Υποτροφίας, Μέτρα Προστασίας και Σταδιακή Πρόσβαση

Η Microsoft δηλώνει ότι το Quine είναι πειραματική τεχνολογία έρευνας, προορισμένη μόνο για ερευνητικούς σκοπούς και όχι για κλινική ή ιατρική χρήση, και ότι τα αποτελέσματά του μπορεί να είναι ελλιπή ή ανακριβή, απαιτώντας έλεγχο από εξειδικευμένους ερευνητές και επικύρωση μέσω κατάλληλης επιστημονικής και πειραματικής εργασίας. Η πρόσβαση κυκλοφορεί με ό,τι η εταιρεία αποκαλεί σκόπιμη, σταδιακή προσέγγιση: η αρχική διαθεσιμότητα περιορίζεται στο πρόγραμμα Quine Fellows και σε επιλεγμένες ερευνητικές συνεργασίες, με συνεχή εσωτερική αξιολόγηση και ενσωματωμένα μέτρα προστασίας. Η Microsoft λέει ότι αναμένει να διευρύνει την πρόσβαση αργότερα μέσω προϊόντων όπως το Microsoft Discovery καθώς η τεχνολογία ωριμάζει.

Η υποτροφία διαρκεί 16 εβδομάδες, περιλαμβάνει οικονομική υποστήριξη και φιλοξενείται από τη Microsoft Research στο Cambridge, Μασαχουσέτη. Είναι ανοιχτή σε υποψήφιους διδακτορικού, μεταδιδακτορικούς ερευνητές, επιστήμονες έρευνας και ακαδημαϊκούς ή ανεξάρτητους ερευνητές. Οι συμμετέχοντες θα εργάζονται παράλληλα με ερευνητές της Microsoft με πρόσβαση στο Quine και σε υπολογιστικούς πόρους, και ορισμένα έργα ενδέχεται επίσης να λάβουν πειραματική υποστήριξη. Οι αναφερόμενοι τομείς ενδιαφέροντος περιλαμβάνουν το σχεδιασμό και τη μηχανική πρωτεϊνών· το σχεδιασμό, την ανακάλυψη και τη βελτιστοποίηση ενζύμων· τη γενετική και χημική διαταραχή της κυτταρικής κατάστασης· την έρευνα θεραπευτικών φάσεων πρώιμου σταδίου σε περιοχές ασθενειών με περιορισμένους πόρους, συμπεριλαμβανομένης της ιεράς και της προτεραιοποίησης ενώσεων· καθώς και γειτονικά προβλήματα όπου η ταχύτερη επανάληψη μεταξύ σχεδίου και πειράματος θα μπορούσε να αλλάξει το αποτέλεσμα.

Η σελίδα της υποτροφίας προειδοποιεί ότι η εφαρμογή δεν εγγυάται ούτε την επιλογή ούτε την πρόσβαση, και ότι η συμμετοχή και η υποστήριξη εξαρτώνται από την επιλεξιμότητα, την επιλογή, τη δυνατότητα και τους γραπτούς όρους της υποτροφίας. Οι αιτήσεις για την πρώτη ομάδα άνοιξαν στις 29 Σεπτεμβρίου 2026 και θα διαρκέσουν μέχρι τις 2 Νοεμβρίου 2026· η ίδια η υποτροφία προγραμματίζεται για τις 7 Ιουνίου 2027 έως τις 24 Σεπτεμβρίου 2027.