Microsoft Research ra mắt Quine, một mô hình thế giới đa phương thức của sinh học

Microsoft Research vào ngày 29 tháng 9 năm 2026 đã giới thiệu Quine, một nỗ lực nghiên cứu được xây dựng quanh một mô hình thế giới đa phương thức của sinh học và một giao diện tương tác kết nối mô hình với các mô hình điều phối và suy luận, công cụ khoa học, tài liệu nghiên cứu, phòng thí nghiệm ướt, và các nhóm nhà khoa học sử dụng chúng.

Kèm theo thông báo, Microsoft đã mở đơn đăng ký cho nhóm Quine Fellows đầu tiên và báo cáo rằng, hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Broad Institute of MIT and Harvard, họ đã sử dụng hệ thống để xếp hạng các hợp chất dự đoán sẽ tạo ra những chuyển đổi trị liệu trong trạng thái tế bào khối u, với một số ứng cử viên đứng đầu đã được xác thực qua nhiều thí nghiệm phòng thí nghiệm ướt.

Thông báo được viết bởi Nicolo Fusi, Phó Chủ tịch và nhà khoa học danh tiếng, và Jonathan M. Carlson, Phó Chủ tịch.

Mô hình Thế giới Được Xây Dựng Trên Các Quy Mô Sinh Học

Microsoft định nghĩa mô hình thế giới mà họ đang theo đuổi là một mô hình mô tả trạng thái của một hệ thống sinh học, dự đoán cách trạng thái đó sẽ thay đổi dưới một can thiệp, và suy luận các hậu quả tiếp theo vài bước phía trước. Công ty cho biết hệ thống như vậy sẽ không thay thế thí nghiệm; thay vào đó, nó sẽ cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá và xếp hạng các hướng tiềm năng một cách tính toán trước khi dành các nguồn lực phòng thí nghiệm hạn chế.

Mô hình cốt lõi của Quine được đào tạo để học các biểu diễn chung qua các quy mô sinh học và các loại dữ liệu, bao gồm chuỗi, cấu trúc, chức năng, trạng thái tế bào và hình ảnh. Các phương thức đào tạo của nó bao phủ genomics, protein, hoá học, RNA và trạng thái tế bào, và hình ảnh sinh học. Microsoft báo cáo rằng việc đào tạo đồng thời trên các phương thức này tăng cường hơn là làm suy giảm hiệu suất: bằng chứng từ một phương thức có thể cung cấp thông tin cho dự đoán trong phương thức khác, nắm bắt các mối quan hệ mà công ty cho rằng có thể bị cô lập hoặc mất đi nếu các mô hình chuyên môn đơn miền riêng biệt được điều phối thay thế.

Trong mô tả của Microsoft, hệ thống hoạt động như một chu kỳ bắt đầu và kết thúc với nhà khoa học: một câu hỏi đưa ra các đề xuất, các đề xuất chuyển thành các thí nghiệm đáng thực hiện, và các đo lường thu được tinh chỉnh cả câu hỏi tiếp theo và mô hình. Mô hình không cần phải hoàn hảo, công ty cho biết, đồng thời nhấn mạnh rằng nó sẽ không bao giờ nắm bắt sinh học một cách hoàn hảo; nó chỉ cần hướng dẫn thiết kế thí nghiệm một cách hữu ích.

Trang trang dự án Quine mô tả ba thành phần được phát triển đồng thời: mô hình tự thân, được xây dựng để kết nối bằng chứng qua protein, tế bào, mô và bộ gen; một lớp công cụ nhằm giúp các nhà nghiên cứu phân tách câu hỏi thành các bước, áp dụng mô hình và công cụ khoa học, cân nhắc bằng chứng, và sửa đổi kế hoạch; và một chương trình nghiên cứu trong đó các nhà khoa học Microsoft, các học giả, cộng tác viên và đối tác thí nghiệm kiểm tra hệ thống đối với các câu hỏi sinh học thực tế. Trang này ghi lại các dòng nghiên cứu cung cấp cho Quine trong giai đoạn 2021 đến 2026, bao gồm protein, bộ gen điều hòa, môi trường vi mô khối u, bệnh lý mô, kính hiển vi và dữ liệu sinh học.

Microsoft Research cho biết họ đã dành hơn hai thập kỷ làm việc ở giao điểm giữa tính toán và sinh học, bao gồm miễn dịch học, virology, genomics, hình ảnh y sinh, sinh học tế bào và kỹ thuật protein, và rằng Quine đã trở thành trung tâm trong cách các nhóm của họ tiến hành khám phá trong các lĩnh vực như sinh học ung thư, kỹ thuật protein, genomics và hình ảnh sinh học.

Xác nhận phòng thí nghiệm ướt trong ung thư tuyến tụy

Thông báo đặt nền tảng cho hệ thống trong một trường hợp cụ thể: adenocarcinoma ống tụy (PDAC), mà Microsoft mô tả là dạng phổ biến nhất của ung thư tuyến tụy và cũng là một trong những dạng khó điều trị nhất. Cùng với các nhà nghiên cứu tại Broad Institute, công ty đã phát triển và áp dụng các mô hình ex vivo lấy từ bệnh nhân trong nhiều năm để kiểm nghiệm một giả thuyết lâu dài: rằng cách một khối u hành xử và phản ứng với thuốc phụ thuộc vào trạng thái tế bào phiên mã của nó cũng như di truyền. Các tế bào khối u PDAC có thể tồn tại ở các trạng thái tế bào khác nhau liên quan đến phản ứng điều trị.

Sự hợp tác đó nằm trong Project Ex Vivo, một nỗ lực nghiên cứu ung thư chung giữa Microsoft và Broad Institute với sự hỗ trợ từ Dana-Farber Cancer Institute, nhằm xác định, kỹ thuật và nhắm mục tiêu các trạng thái tế bào trong ung thư. Công việc PDAC ban đầu của nó đã khảo sát ý nghĩa trị liệu của trạng thái tế bào và các yếu tố môi trường vi mô gây ra.

Microsoft báo cáo việc sử dụng Quine để đánh giá và xếp hạng hàng nghìn hợp chất dựa trên tiềm năng của chúng trong việc chuyển đổi các tế bào khối u giữa các trạng thái liên quan đến liệu pháp. Trong các nghiên cứu phòng thí nghiệm ướt tập trung vào sự chuyển đổi từ trạng thái tế bào cổ điển sang trạng thái cơ sở, công ty cho biết, các hợp chất mà Quine xếp hạng cao nhất đã di chuyển tế bào xa nhất theo hướng mong muốn qua các thí nghiệm, và một số hiệu ứng mạnh nhất liên quan đến các hợp chất có cơ chế tác động bất ngờ, kết quả mà Microsoft mô tả là dấu hiệu sớm cho thấy AI có thể khai thác các cơ hội tái sử dụng và phát hiện thuốc.

Quá trình, từ việc thu hẹp không gian tìm kiếm hợp chất đến việc chọn ra một danh sách ngắn các ứng cử viên để xác thực trong phòng thí nghiệm, chỉ mất một cuối tuần duy nhất, Microsoft cho biết, tốc độ này được mô tả là có thể tiết kiệm hàng tháng công việc thí nghiệm và chi phí nghiên cứu đáng kể.

Sự chuyển đổi ngược, từ trạng thái gốc trở lại trạng thái cổ điển, đã khó khăn hơn, một kết quả mà công ty cho rằng phù hợp với dự đoán của Quine rằng các hợp chất hiện có sẽ tạo ra hiệu ứng yếu hơn theo hướng đó. Các thí nghiệm cũng xác nhận một dự đoán riêng của Quine rằng một số hợp chất sẽ liên tục đẩy các tế bào hướng tới một kiểu hình thứ ba riêng biệt, điều mà Microsoft cho rằng cho thấy bối cảnh trạng thái tế bào ung thư tụy phức tạp hơn một trục cổ điển‑gốc đơn giản. Các bước tiếp theo trong công việc này bao gồm tích hợp các bộ dữ liệu RNA mới và các nhiệm vụ, tinh chỉnh các dự đoán chuyển đổi trạng thái, và thêm các ước lượng độ tin cậy được hiệu chỉnh để các nhà khoa học có thể xếp hạng các giả thuyết mạnh nhất cho việc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm ướt.

Điều Khoản Học Bổng, Các Biện Pháp Bảo Vệ và Truy Cập Theo Giai Đoạn

Microsoft cho biết Quine là công nghệ nghiên cứu thử nghiệm, chỉ dành cho mục đích nghiên cứu và không dành cho sử dụng lâm sàng hay y tế, và các đầu ra của nó có thể không đầy đủ hoặc không chính xác, đòi hỏi phải được các nhà nghiên cứu có trình độ xem xét và xác thực thông qua công việc khoa học và thí nghiệm thích hợp. Quyền truy cập đang được triển khai theo cách mà công ty gọi là phương pháp có chủ đích, theo giai đoạn: khả năng truy cập ban đầu chỉ giới hạn cho chương trình Quine Fellows và một số hợp tác nghiên cứu được chọn, với việc xem xét nội bộ liên tục và các biện pháp bảo vệ được tích hợp. Microsoft cho biết họ dự kiến sẽ mở rộng quyền truy cập sau này thông qua các sản phẩm như Microsoft Discovery khi công nghệ trưởng thành.

Chương trình học bổng kéo dài 16 tuần, bao gồm hỗ trợ tài chính, và được tổ chức bởi Microsoft Research tại Cambridge, Massachusetts. Nó mở cho các ứng viên tiến sĩ, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ, nhà khoa học nghiên cứu và các nhà nghiên cứu học thuật hoặc độc lập. Các tham gia sẽ làm việc cùng các nhà nghiên cứu của Microsoft với quyền truy cập vào Quine và các tài nguyên tính toán, và một số dự án cũng có thể nhận được hỗ trợ thí nghiệm. Các lĩnh vực quan tâm được liệt kê bao gồm thiết kế và kỹ thuật protein; thiết kế, khám phá và tối ưu enzyme; gây biến đổi di truyền và hoá học của trạng thái tế bào; nghiên cứu điều trị giai đoạn đầu trong các lĩnh vực bệnh ít được tài trợ, bao gồm ưu tiên giả thuyết và hợp chất; và các vấn đề liên quan nơi việc lặp lại nhanh hơn giữa thiết kế và thí nghiệm có thể thay đổi kết quả.

Trang học bổng cảnh báo rằng việc nộp đơn không bảo đảm sự lựa chọn hay quyền truy cập, và việc tham gia và hỗ trợ phụ thuộc vào tiêu chuẩn đủ điều kiện, quá trình lựa chọn, khả năng và các điều khoản học bổng bằng văn bản. Đơn đăng ký cho lô đầu tiên mở vào ngày 29 tháng 9 năm 2026 và kéo dài đến ngày 2 tháng 11 năm 2026; chương trình học bổng dự kiến diễn ra từ ngày 7 tháng 6 năm 2027 đến ngày 24 tháng 9 năm 2027.