Microsoft Research lansează Quine, un model mondial multimodal al biologiei

Microsoft Research, pe 29 septembrie 2026, a prezentat Quine, un efort de cercetare construit în jurul unui model mondial multimodal al biologiei și al unei interfețe interactive care leagă modelul de modele de orchestrare și raționament, de instrumente științifice, de literatura de cercetare, de laboratorul umed și de echipele de oameni de știință care le utilizează.

Prin această anunțare, Microsoft a deschis înscrierile pentru prima cohortă de Quine Fellows și a raportat că, lucrând cu cercetători de la Broad Institute of MIT and Harvard, a utilizat sistemul pentru a clasifica compușii prevăzuți să producă schimbări terapeutice în starea celulară a tumorilor, iar mai mulți candidați de top au fost validați în multiple teste de laborator umed.

Anunțul este redactat de Nicolo Fusi, vicepreședinte și om de știință distins, și de Jonathan M. Carlson, vicepreședinte.

Un model mondial construit pe scări biologice

Microsoft definește modelul mondial pe care îl urmărește ca pe unul care reprezintă starea unui sistem biologic, prognozează cum ar evolua acea stare în urma unei intervenții și raționează asupra consecințelor ulterioare la câțiva pași înainte. Compania afirmă că un astfel de sistem nu ar înlocui experimentarea; dimpotrivă, ar permite cercetătorilor să evalueze și să prioritizeze direcțiile candidate în mod computațional înainte de a aloca resurse limitate de laborator.

Modelul de bază al lui Quine este antrenat să învețe reprezentări comune pe diferite scări biologice și tipuri de date, printre acestea secvență, structură, funcție, stare celulară și imagistică. Modalitățile sale de antrenament acoperă genomica, proteinele, chimia, ARN-ul și starea celulară, precum și bioimaginarea. Microsoft raportează că antrenarea combinată pe aceste modalități consolidează, în loc să diminueze, performanța: dovezile dintr-o modalitate pot informa predicțiile în alta, capturând relații pe care compania spune că ar putea rămâne izolate sau se pierd dacă s-ar orchestra modele specializate separate pe un singur domeniu.

Conform descrierii Microsoft, sistemul funcționează ca un ciclu care începe și se încheie cu cercetătorul: o întrebare generează propuneri, propunerile se transformă în experimente demne de realizat, iar măsurătorile rezultate rafinează atât următoarea întrebare, cât și modelul în sine. Compania precizează că modelul nu trebuie să fie perfect, adăugând că nu va captura niciodată biologia în totalitate; trebuie doar să ghideze în mod util proiectarea experimentală.

The pagina proiectului Quine descrie trei componente dezvoltate în paralel: modelul în sine, construit pentru a conecta dovezile între proteine, celule, țesuturi și genomuri; un strat de instrumente destinat să ajute cercetătorii să descompună întrebările în pași, să aplice modele și instrumente științifice, să evalueze dovezile și să revizuiască planurile; și un program de cercetare în care oamenii de știință, fellows, colaboratori și parteneri experimentali de la Microsoft testează sistemul pe întrebări biologice reale. Pagina datează liniile de cercetare care au alimentat Quine între 2021 și 2026, acoperind proteine, genomul reglator, micro-mediul tumoral, patologia țesuturilor, microscopia și datele biologice.

Microsoft Research afirmă că a petrecut peste două decenii lucrând la intersecția dintre calcul și biologie, în domenii precum imunologia, virologia, genomica, imagistica biomedicală, biologia celulară și ingineria proteinelor, și că Quine a devenit central în modul în care echipele sale desfășoară descoperiri în zone precum biologia cancerului, ingineria proteinelor, genomica și bioimaginarea.

Validare în laboratorul umed în cancerul pancreatic

Anunțul fundamentează sistemul într-un caz specific: adenocarcinomul ductal pancreatic (PDAC), pe care Microsoft îl descrie ca fiind cea mai frecventă formă de cancer pancreatic și una dintre cele mai greu de tratat. Împreună cu cercetătorii de la Broad Institute, compania a dezvoltat și aplicat modele ex vivo derivate din pacienți de-a lungul anilor pentru a testa o ipoteză veche: că modul în care o tumoră se comportă și răspunde la medicamente depinde de starea sa celulară transcripțională, pe lângă genetica sa. Celulele tumorale PDAC pot exista în diferite stări celulare legate de răspunsul la tratament.

Această colaborare se încadrează în Project Ex Vivo, un efort comun de cercetare în cancer între Microsoft și Broad Institute, cu sprijinul Dana-Farber Cancer Institute, vizând definirea, ingineria și țintirea stărilor celulare în cancer. Lucrările inițiale privind PDAC au investigat semnificația terapeutică a stării celulare și a factorilor săi micro-mediului.

Microsoft raportează că a folosit Quine pentru a evalua și clasifica mii de compuși în funcție de potențialul lor de a muta celulele tumorale între stări relevante pentru terapie. În studiile de laborator umed centrate pe trecerea de la stările celulare clasice la cele bazale, compania afirmă că compușii clasificați cel mai sus de Quine au mutat celulele cel mai mult în direcția dorită în cadrul testelor, iar mai multe dintre cele mai puternice efecte au implicat compuși cu mecanisme de acțiune neașteptate, rezultate pe care Microsoft le descrie ca un indiciu timpuriu că IA poate evidenția oportunități pentru repoziționarea și descoperirea de medicamente.

Procesul, de la restrângerea spațiului de căutare a compușilor până la selectarea unei liste scurte de candidați pentru validarea în laborator, a durat un singur weekend, spune Microsoft, un ritm pe care îl descrie ca putând economisi luni de lucru experimental și costuri considerabile de cercetare.

Schimbarea inversă, de la basal înapoi la clasic, s-a dovedit mai dificilă, un rezultat pe care compania spune că îl confirmă predicția lui Quine conform căreia compușii disponibili ar produce efecte mai slabe în acea direcție. Experimentele au confirmat, de asemenea, o altă predicție a lui Quine conform căreia mai mulți compuși ar împinge în mod repetat celulele spre un al treilea fenotip distinct, ceea ce, potrivit Microsoft, sugerează că peisajul stărilor celulare ale cancerului pancreatic este mai complex decât un simplu ax clasic‑basal. Următorii pași în această cercetare includ integrarea de noi seturi de date RNA și sarcini, rafinarea predicțiilor de tranziție a stărilor și adăugarea de estimări calibrate ale încrederii, astfel încât oamenii de știință să poată clasifica cele mai puternice ipoteze pentru testarea în laboratorul umed.

Termeni, măsuri de siguranță și acces etapizat

Microsoft declară că Quine este o tehnologie de cercetare experimentală, destinată exclusiv cercetării și nu utilizării clinice sau medicale, iar rezultatele sale pot fi incomplete sau inexacte, necesitând revizuire de către cercetători calificați și validare prin muncă științifică și experimentală adecvată. Accesul este implementat conform a ceea ce compania numește o abordare deliberată, etapizată: disponibilitatea inițială este restricționată la programul Quine Fellows și la colaborări de cercetare selectate, cu revizuire internă continuă și măsuri de protecție încorporate. Microsoft spune că se așteaptă să extindă accesul ulterior prin produse precum Microsoft Discovery pe măsură ce tehnologia evoluează.

Programul de bursă are o durată de 16 săptămâni, include sprijin financiar și este găzduit de Microsoft Research în Cambridge, Massachusetts. Este deschis candidaților la doctorat, postdoctoranzilor, cercetătorilor științifici și cercetătorilor academici sau independenți. Participanții vor lucra alături de cercetătorii Microsoft, având acces la Quine și la resurse de calcul, iar unele proiecte pot primi, de asemenea, sprijin experimental. Domeniile de interes enumerate includ proiectarea și ingineria proteinelor; proiectarea, descoperirea și optimizarea enzimelor; perturbarea genetică și chimică a stării celulare; cercetarea terapeutică în stadiu incipient în zone bolnave cu resurse limitate, inclusiv prioritizarea ipotezelor și a compușilor; și probleme adiacente în care o iterație mai rapidă între proiectare și experiment ar putea schimba rezultatul.

Pagina programului de bursă avertizează că aplicarea nu garantează nici selecția, nici accesul, iar participarea și sprijinul depind de eligibilitate, selecție, capacitate și de termenii scriși ai bursei. Înscrierile pentru prima cohortă s-au deschis pe 29 septembrie 2026 și au rămas deschise până pe 2 noiembrie 2026; însă programul în sine este programat pentru perioada 7 iunie 2027 – 24 septembrie 2027.