5 月 16 日，在生物 IT 世界大會(huì)上，谷歌云宣布了兩個(gè)新的人工智能生命科學(xué)解決方案，即 Target and Lead Identification Suite 和 Multiomics Suite，以加速生物技術(shù)公司、制藥公司和公共部門(mén)組織的藥物發(fā)現(xiàn)和精準(zhǔn)醫(yī)療。
Target and Lead Identification Suite 現(xiàn)已在全球上市，可幫助研究人員更好地識(shí)別氨基酸的功能并預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，加速藥物發(fā)現(xiàn)。
Multiomics Suite 加速了基因組數(shù)據(jù)的發(fā)現(xiàn)和解釋?zhuān)瑤椭驹O(shè)計(jì)精確的治療方法。
1、Target and Lead Identification Suite
加快靶點(diǎn)和先導(dǎo)物識(shí)別對(duì)于藥物發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。據(jù)英國(guó)藥理學(xué)雜志報(bào)道，目前，開(kāi)發(fā)一種新藥可能需要 12 到 15 年的時(shí)間，耗資超過(guò) 10 億美元。此外，確定與疾病相關(guān)且可用于藥物干預(yù)的生物靶標(biāo)可能需要長(zhǎng)達(dá) 12 個(gè)月的時(shí)間。同時(shí)，大多數(shù)公司使用 X 射線(xiàn)晶體學(xué)和核磁共振 (NMR) 來(lái)確定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，但這有很高的失敗率。最后，一旦藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程開(kāi)始，就很難根據(jù)需要擴(kuò)大或縮小支持技術(shù)。
Target and Lead Identification Suite 使生物制藥公司能夠更高效地進(jìn)行計(jì)算機(jī)藥物設(shè)計(jì)，從而更快地將治療藥物推向市場(chǎng)。其靶標(biāo)識(shí)別將幫助企業(yè)快速預(yù)測(cè)抗體結(jié)構(gòu)，評(píng)估氨基酸誘變的結(jié)構(gòu)和功能，并加速蛋白質(zhì)的從頭設(shè)計(jì)。
該解決方案還支持先導(dǎo)化合物優(yōu)化，可用于以低成本發(fā)現(xiàn)新穎、高質(zhì)量的候選化合物，用于定量構(gòu)效關(guān)系 (QSAR) 研究或自由能微擾 (FEP) 計(jì)算。
Target and Lead Identification Suite 包括：
數(shù)據(jù)攝取：允許公司簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的攝取、共享和管理，包括通過(guò)公共數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)用于研究，以及使用谷歌云的分析中心與其他組織安全地交換數(shù)據(jù)資產(chǎn)。
目標(biāo)識(shí)別：使用AlphaFold2和Vertex AI管道，組織可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，最大限度地減少傳統(tǒng)方法的高失敗率。
先導(dǎo)物識(shí)別：借助經(jīng)濟(jì)高效的高性能計(jì)算資源，該解決方案可加速靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、先導(dǎo)物候選物的制備和虛擬高通量篩選，以找到最有前途的先導(dǎo)物候選物分子，從而開(kāi)啟成功的藥物發(fā)現(xiàn)管道。
Target and Lead Identification Suite 的早期采用者包括輝瑞等跨國(guó)制藥公司和 Cerevel 等行業(yè)領(lǐng)先的生物技術(shù)公司。
“我們正在與谷歌合作，探索 AlphaFold2 如何可能加速我們的藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程，加快我們的研究人員在谷歌云的可擴(kuò)展、加速器優(yōu)化計(jì)算平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力”，輝瑞公司首席計(jì)算科學(xué)家 Nicholas Labello 說(shuō)。
2、Multiomics Suite
基因組差異會(huì)影響對(duì)某些疾病的易感性以及人們對(duì)藥物的反應(yīng)方式，增加基因組理解的多樣性和池有助于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的潛力。但是，利用基因組數(shù)據(jù)的指數(shù)增長(zhǎng)需要許多組織無(wú)法支持的大量資源。此外，隨著數(shù)據(jù)量持續(xù)增加，每 7-12 個(gè)月翻一番，獲取、存儲(chǔ)、分發(fā)和分析基因組數(shù)據(jù)的成本也很高 ( BMC Bioinformatics )。
Multiomics Suite 通過(guò)將多組學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為洞察力來(lái)推進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，從而推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療。組織可以使用此解決方案來(lái)簡(jiǎn)化和加速基因組數(shù)據(jù)的分析、設(shè)計(jì)臨床基因組學(xué)、加速個(gè)性化醫(yī)療以及解釋基因組數(shù)據(jù)以解鎖新發(fā)現(xiàn)。
該解決方案還為研究人員和數(shù)據(jù)科學(xué)家提供協(xié)作結(jié)構(gòu)和流程，從而節(jié)省開(kāi)發(fā)新路徑、算法或方法的時(shí)間。
Multiomics Suite 的與眾不同之處在于它與云無(wú)關(guān)，允許組織在簡(jiǎn)化的環(huán)境中利用現(xiàn)有的多組學(xué)投資。它還通過(guò) Vertex AI 提供完整的可追溯性，因此客戶(hù)可以在其云環(huán)境中組織數(shù)百萬(wàn)個(gè)工件。
最后，它利用 Google Research 的強(qiáng)大功能來(lái)轉(zhuǎn)換數(shù)十萬(wàn)個(gè)文件、樣本和記錄，以將變體調(diào)用格式 (VCF) 文件從 Google Cloud Storage 加載到 BigQuery 中進(jìn)行分析。
Mutiomics Suite 包括：
數(shù)據(jù)攝取和分析：允許組織簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的攝取、共享和管理，使用 Collibra 的數(shù)據(jù)集儀表板通過(guò)公共數(shù)據(jù)集發(fā)現(xiàn)更多數(shù)據(jù)用于研究，并使客戶(hù)能夠使用 Analytics Hub 與其他組織安全地交換數(shù)據(jù)資產(chǎn)。
二次分析：使組織能夠?qū)в腥蚪M關(guān)聯(lián)研究 (GWAS) 管道的原始序列文件攝取到Google Cloud Storage中，使用Batch API和 NVIDIA 的 Parabricks 提取變體以使用 GATK 和 Google 的 DeepVariant 等工具加速基因組分析，并使用Compute加速處理以可擴(kuò)展、安全且經(jīng)濟(jì)高效的方式將原始測(cè)序 (DNA/RNA) 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可操作見(jiàn)解的引擎。
三級(jí)分析：允許客戶(hù)識(shí)別與特定疾病或特征相關(guān)的基因，將其整合到多模態(tài)數(shù)據(jù)集中，使用 Variant Transform 和 BigQuery 處理和分析變體，使用 Vertex AI 擴(kuò)展 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)，并使用 Looker 可視化見(jiàn)解。
Colossal Biosciences 戰(zhàn)略與計(jì)算科學(xué)副總裁Alexander Titus博士說(shuō)：“與開(kāi)源工具相比，借助 Multiomics Suite，Colossal 的總成本降低了 52%，執(zhí)行全基因組序列分析的時(shí)間縮短了 88%，這證明了整體計(jì)算效率的顯著提高。這加快了我們的速度為地球上所有生命解決關(guān)鍵問(wèn)題的能力。”
谷歌云的交付合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)為 Target and Lead Identification Suite 和 Multiomics Suite 提供專(zhuān)業(yè)的服務(wù)實(shí)施，以幫助生命科學(xué)組織大規(guī)模部署。這些合作伙伴包括：EPAM Systems, Inc.、Form Bio、Max Kelsen、Omnigen、Quantiphi 等。
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