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知識人

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導入

中国では、学術界は伝統的に、「純粋な」研究を産業界から隔離する堅固な高い壁に囲まれた純然たる象牙の塔であった。しかし、西湖大学副学長の徐天氏は、テクノロジーと金融の力は強すぎると語った。

Xu Tian は 1982 年に復旦大学を卒業し、1990 年にイェール大学で博士号を取得し、1993 年にカリフォルニア大学バークレー校で博士号を取得しました。その後 25 年間、Xu Tian はイェール大学で教鞭を取り、エドワード大学の教授を務めました。ヒューズの研究者。エール大学の副学部長および学長顧問を務めました。

象牙の塔では、Xu Tian は成長制御の分野における最も初期の先駆者の 1 人であり、彼の研究室では成長制御における最も重要な制御遺伝子とシグナル伝達経路を発見しており、新しい技術の研究開発にも熱心に取り組んでいます。ハエのモザイク遺伝子解析法と哺乳類の PB トランスポゾン技術は、世界中の研究室で広く使用されています。

象牙の塔の外で、Xu Tian 氏は、学友で起業家、希少疾患患者の父親であるジョナサン・ロスバーグ氏とロスバーグ研究所を共同設立しました。この研究所は、希少疾患患者の市場が小さく、産業化が進んでいないため、徹底的なインキュベーションコンバーターを行っています。そこでは、最先端の基礎研究と産業化を組み合わせ、科学研究の成果を効果的に変革します。この研究所/コンバーターは、世界初の遺伝子シーケンサーである 454 を含む一連の世界初の革新的な製品を育成し、新しい産業を生み出してきました。そこで設立されたハイテク企業 10 社のうち、9 社が上場または買収されました。ロスバーグ研究所/翻訳者に加えて、Xu Tian は、癌やさまざまな希少疾患の診断と治療を進歩させるために科学研究の結果を変換する他の多くのハイテク企業も設立しました。

2018 年 4 月、Xu Tian はウェストレイク大学の遺伝学の主席教授および副学長としてフルタイムで入社しました。その時、私たちは Xu Tian と話をしました (知識人向けの記事「Xu Tian がフルタイムで中国に戻る: 私がフルタイムを選択する理由」を参照)。ウェストレイク大学」）。 6年後、上海で開催された2024年世界希少疾患研究フォーラムで、象牙塔大学の学長は再び知識人たちと長い会話を交わし、今度はテクノロジー、金融、希少疾患について話した。

前世紀末から今世紀初頭にかけてバイオテクノロジー革命に個人的に参加した徐天氏は、科学研究の成果が実験室から出て製品に変換され、それによって産業をゼロから生み出し、社会に影響を与える可能性を見て驚きました。社会。これらの波の原動力である基礎研究から転換されたコアテクノロジーは彼にさらに衝撃を与え、科学が変革を通じて社会にどのような影響を与えるかについて考えるきっかけとなりました。

Xu Tian氏は、「当時シークエンサーの出現により、シークエンシング生物学者は皆不安を感じており、シーケンシングがあまりにも簡単になりすぎた。しかしこれは、シーケンシング作業が自動化され、コストが削減されたため、遺伝学者が何もする必要がないという意味ではない」と述べた。遺伝学者に幅広い活動の場を与え、多くの人が配列決定結果を診断やその他の産業用途に利用できるようになりました。」同様に、2013年に人工知能を採用し始めたこの生物学者は、構造と機能の関係の背後に多くの生物学があるため、人気のあるタンパク質構造予測ツールAlpha Foldは実際の構造生物学を心配するものではないと信じています。これは単に構造を予測するだけで実現でき、多数の構造解析により産業上の応用が促進されます。

テクノロジーの進歩を目の当たりにして、ヒトゲノムの測定コストはわずか 10 年余りで約 100 億ドルから数百ドルに削減され、テクノロジーの力を強く信じながら産業上の応用が広がりました。 , この科学者も、科学研究結果の変革における金融の力の巨大な役割を深く理解しています。今年5月に開催された第2回中国希少疾患研究・トランスレーショナル医学会議で、希少疾患ラオ財団の共同創設者で会議議長の徐天氏は知識人に次のように語った。開発の問題点はコストですが、人工知能の出現により、コストを削減し、より多くの患者に利益をもたらすという希望の光が私たちに与えられました。

口頭ナレーション｜徐天

主催｜リー・シャンシャン・リー・ルー

イェール大学の教授の仕事を辞めて起業しますか？

「父さんは必ず私を殺す」

私の物語は、あるテクノロジーから始まります。

1980 年代後半、私が大学院生としてエール大学に初めて行ったとき、ノッチ遺伝子は発生にとって非常に重要な遺伝子であり、私より前の 2 人の大学院生がすでにこの遺伝子の配列を 2 回解読していました。数年前ですが、研究室でローテーションをしていたときに、その当時の新しい削除方法を試したところ、残りの7.5kbの配列がすぐに配列されました。私たちは、これが細胞相互作用に関与して細胞の運命を決定する原理を説明できる細胞表面タンパク質であることを発見しました。この結果は Cell に掲載され、主流メディアによって広く報道されました。駆け出しの学生として、私はいくつかの課題を達成することができました。何年もの大学院生がより速く、より上手に物事を進めているので、新しいテクノロジーは非常に重要であることに気づきました。

エール大学在学中、私はジョナサン・ロスバーグに会いました。彼も私と同じように新しい技術が大好きで、研究室に入ってすぐに仲良くなりました。私たち二人は多くの奇抜なアイデアを持っていて、例えば、遺伝子組み換えされた植物の「銃」を見て、その銃を使ってショウジョウバエを遺伝子組み換えしたいと考え、ジョナサンの弟の散弾銃を研究室に運びました。と追い出されてしまいましたが、諦めずに我が家に実験に行くことにしました。妻が帰宅して食器棚のドアを開けると、長い銃が落ちてきて、死ぬほど怖がりました。

ジョナサンはユダヤ人で、彼の家族には銀行家やCEOがたくさんいます。私は休暇中に彼の家に行き、夕食の席で家族が利益や株、業界について話しているのを聞きました。ある日、ジョナサンは私に「一緒にバイオテクノロジー会社を作りましょう」と言い、投資家を探し始めました。

ジョナサンは、私がイェール大学の助教授の職に就くまで、長い間資金集めをしていました。彼は私に電話して、「お金はあるよ」と言いました。彼は外部からお金を集めることができませんでしたが、家族が彼にくれました。彼がバイオテクノロジー会社を設立するのに240万米ドル。彼は私と一緒に（会社を立ち上げるために）働きたいと思って私に電話してきました、「私たちは二人とも新しいテクノロジーが好きで、好きなことをすることができます。」

電話を受けたとき、私は彼に、イェール大学の教授職を辞めて一緒にビジネスを始めてほしいと言われたと言いました。あなたはおかしいですか？私たちの中国人の考え方によれば、新移民である私は、エール大学で助教授の職を獲得したばかりであり、これは「制度内」の学者役職に相当するものであり、私が辞職して会社を立ち上げることは明らかに不可能である。他の誰か。

電話で「あなたと一緒に会社を立ち上げたら、教師である父に必ず殺される」と言いました。

ジョナサンは私にこう答えました。「私たちは技術を持っているので、私たち二人なら間違いなくできます。」彼はこう言いました。「将来、十分なお金があれば、私たちは研究資金を申請する必要がなく、あらゆるクレイジーな実験アイデアを実行できるようになります。」

今思えば、当時はバイオテクノロジーの波が来るとは全く知らず、まだ無知な状態でした。同時に、私には生活をやりくりするために50ドルを持ってアメリカに留学したばかりのジョナサンのような冒険心はありません。

私は妥協案を選択しました - ジョナサンと私は以前と同じように協力し、彼にアイデアを提供し、何かができるかどうかを一緒に判断しますが、私はコンサルタントとしてのみ存在し、私の仕事は依然としてエール大学の教師になることです。

その後、私がイェール大学で働いていたある日、ジョナサンから再び電話があり、ちょうど上場したばかりだったので、もしあなたがその時に来ていたら、あなたの株は少なくとも数千万ドルの価値があるだろうと言いました。 。私はこのことを共通の友人マイケル・スナイダー（現在スタンフォード大学遺伝学部長）に話したところ、彼はすぐにジョナサンに電話して「あなたはもっと幸せになった」と伝えるように言いました。

ジョナサンの娘は珍しい病気を患っています。

もしかして神は私たちがこの問題を解決できるように手配してくれたのでしょうか？

1990 年代後半、ジョナサンのバイオテクノロジー会社が急成長していた頃、彼の長女が稀な病気である TSC (結節性硬化症複合体) と診断されました。その遺伝子は、実験室のショウジョウバエの遺伝子スクリーニングでもすぐに判明しました。私はショックを受けました。つまり、当時この病気の理解と治療に関して何かできる科学者がいたとしたら、私の研究室は最もチャンスのある研究室の一つだったでしょう。その時私は、これは私たちがこの問題を解決するための神の計らいなのだろうか、とさえ考えました。

結節性硬化症は、100,000 人あたり約 7 ～ 12 人の発生率を持つ、まれな多系統の先天性疾患です。脳、肺、心臓、腎臓、皮膚、その他の臓器に良性腫瘍やその他の問題が発生し、てんかん、発育遅延、顔面皮脂腺腫などの症状を引き起こすことがあります。

当時、私たちの研究室では成長と発生の制御を研究していましたが、当時は細胞分裂のほうが一般的ではありませんでした。それが重要です。

成長や発育の制御を研究する場合、私たちは動物の臓器がなぜ大きくなるのか、なぜ臓器が体の大きさに比例するのかを研究し、関連する制御遺伝子を見つけたいと考えています。これらの調節遺伝子を見つけるには、従来の方法は使用できません。これらの器官の発生プロセスは生物全体の発生にとって非常に重要であるため、関連する調節遺伝子を変異させると動物が死亡する可能性があります。

そのとき、私たちはモザイク遺伝という新しい方法を発明しました。これは、体のほとんどの細胞は正常な遺伝子を持ちますが、特定の臓器の少数の細胞では遺伝子を突然変異させるというものです。動物はまだ生きていますが、関連する機能遺伝子を見つけるために細胞内の遺伝子を突然変異させることもあります。このようにして、成長を調節する一連の重要な遺伝子を発見しました。

この方法は、他の重要な生物学的プロセスや関連遺伝子の研究にも使用でき、それ以来世界中で広く使用されており、ショウジョウバエを研究するほとんどすべての研究室でこの概念が使用されています。ノックアウト（特定の遺伝子）が使用されています。

同じ時期に、私はイェール大学の教授として「水の中のアヒルのように」仕事をしており、さらにヒューズフェロー、終身教授、米中フロンティア科学交流委員会の委員長、そして雑誌の編集委員になった。セル誌によると、私の双子の子供たちは保育器で未熟児として生まれました。飢餓療法中に小さな手が私の指をつかみ、私は声が枯れるまで泣きました。それ以来、私の研究は誰かに助けてもらいたかったのです。それは興味深い方法で未知のものを探索することだけでなく、問題を解決することでもありました。

私たちとバークレー大学のハリハラン研究室は、TSC が成長の調節に関与していることを初めて発見しましたが、私たちの研究室ではこのパスウェイを使用して、病原性経路を阻害する可能性のある方法を初めて発見しました。潜在的な治療薬を作ることができるように。私たちの愛する人や友人の痛みを和らげる手助けをするというこの追求こそが、私たちの研究室の研究を成長調節の生物学的現象の理解にとどまらず、経路をさらに解明することにつながっています。

現在、我々が発見した上記の経路は、動物とヒトにおいて高度に保存されていることが証明されており、希少疾患に加えて、ヒトのがんの 70% 以上がこの経路に変異を持っています。希少疾患やがんの研究、医薬品開発の重要性。

これは、希少疾患の研究が一般的な疾患のメカニズムの理解や創薬に貢献する例でもあり、私たちが現在、希少疾患に関連する研究に特に注目している理由です。希少疾患における多くの発見は、一般的な疾患の研究に役立ちます。病気、さらには生物学の理解は非常に刺激的です。

希少疾患から高速遺伝子シークエンサーまで、

テクノロジーと金融はとても強力です

私たちの研究結果が発表されたとき、ジョナサンと彼の家族はそれを非常に真剣に受け止め、小児の希少疾患の診断と治療の研究のためにエール大学に 3,000 万米ドルを寄付したいと考え始めました。前にも言ったように、ジョナサンの家族も私も、稀な病気に遭遇したとき、それは運命のようなものであり、そうしなければならないと感じています。

しかし当時、私たちの（イェール大学の）医学部長は建物の建設に資金を投資したいと考えていましたが、ジョナサンの家族はこの取り決めに同意しませんでした。私たちは、病気の子供たちの診断と治療のために本当に何かをする必要があるとも感じていました。稀な病気。

その後、私たちはそのお金を使って、私たちが住んでいた町に海辺の家を探し、ロスバーグ小児疾患研究所を設立しました。この家の理事長はジョナサンで、私は科学委員会の委員長でした。希少疾患の診断と治療のためのトランスレーショナルリサーチを開始。診断機器や医薬品の開発には多額の資金が必要であり、工業化を成功させて初めて真の意味での機器や医薬品を開発することができます。そのため、この研究所/コンバーターは、世界初の診断機器や医薬品を多数育成しています。

454 シーケンサーについて少しお話したいと思います。Alpha Fold は非常に強力です。このツールがリリースされてからは、生物学者にとって単純なタンパク質構造は基本的に問題ではなくなりました。 Alpha Fold によってもたらされる変化は、454 シーケンサーを作成するときの状況に似ています。

454 が最初に発表されたとき、配列決定を行う生物学者は皆、配列決定が簡単になりすぎて、科学者が配列決定しかできなければ、その後の科学研究が不可能になるため不安を感じていました。しかし、これは遺伝学者が何もすることがないということを意味するわけではなく、逆に、この種の機械の出現により、配列決定作業が自動化され、多数の遺伝子配列が可能になったため、遺伝学者に作業を行うためのより広い領域が与えられました。遺伝学者は遺伝の謎を探求します。 アルファフォールドは構造生物学でも同じで、現在構造生物学は構造と機能の相関関係を行っています。これには多くの生物学的なものがあり、単に構造を測定するだけではできません。したがって、Alpha Fold3 が登場したからには、構造生物学はもうダメだ、と言うのは意味がありません。その結果、構造へのアクセスが容易になることで、構造生物学者はより高度な研究を行うことができ、より重要なことを行うことができるようになります。

ロスバーグ研究所の話に戻りましょう。この研究所は非営利団体であり、ジョナサンからの 3,000 万米ドルの寄付から始まり、主に科学研究の変革活動を行っています。しかし、いくつかの新しい技術が開発され、商業化できるようになったら、会社を設立し、会社の利益の一部も財団に注入され、米国の連邦政府と州政府も一部を提供することになります。サポート。

ロスバーグ研究所での最初のプロジェクトは SARS に関するものでした。研究所が設立されて間もなく、2003 年の初めに SARS の流行に遭遇しました。その時、私はジョナサンと（この感染症に対処するために）何かをすべきだと話し合い、ジョナサンも同意してくれました。その後、さまざまな分野の科学者がブレインストーミングを行っているのを見つけました。その中には、コンピューターをオンラインに接続して、全員の残りの計算能力を医薬品の設計に使用できると述べた人もいました。これは実際、世界で最も初期のクラウド コンピューティングの事例の 1 つでした。当時、感染症の流行が非常に緊急だったので、私たちは中国と世界のために何かをしたいと考え、特許を申請したり会社を設立したりしませんでした。問題を解決し、社会に影響を与え、愛する人たちを助けることは、常に私たちの哲学です。

454 シーケンサーは 2005 年に発売されました。それが登場するとすぐに、シーケンシングのコストは 100 万分の 1 に下がり始めました。当時の主なアイデアは、ハイスループットを小型化してコストを削減し、マイクロポア技術を使用してシーケンスを「機械化」することであり、各マイクロウェルが実行できる作業は、1 人による本来の「ゲルの実行」に相当します。これにより、人件費から化学試薬に至るまで材料費がすべて下がり、スピードも速くなりました。

454 が登場するまでは、シーケンスの商業的価値は明らかではありませんでした。数千億ドル相当のシーケンス業界が本格的に発足したのは 454 の出現でした。その後、ロシュは 454 を 1 億 5,500 万米ドルで買収しましたが、当時の評価額は 5 億米ドルだったはずです。彼らは、ジョナサンや他の中核的な研究開発担当者を追い出しました。しかし、彼らは間違っていたため、後で製品をアップグレードすることができず、その結果、3 年後にイルミナのシーケンサーが登場し、すぐに市場を占領しました。

454 年以降、ロスバーグ研究所は世界初のチップ シーケンサー (Ion Torrent) を構築しました。現在、世界の臨床シーケンスの 60% は Ion Torrent によって実行されており、後に Thermo Fisher に 24 億米ドルで売却されました。

ロスバーグ研究所/翻訳者が運営する各企業は、基礎研究の成果を初めて商品化したため、ロスバーグ研究所は単なるインキュベーターではなく、翻訳者です。

その後、私たちはたくさんのものを作りました。 2012年、AIが猫とは何かを自ら学習するというNg Enda教授のGoogle Brainプロジェクトに関するニュースを見て、私はコンピューターの基礎を持っていませんでしたが、AIを独学で学ぶことにしました。彼は研究室とロスバーグ研究所で、人工知能と生物医学を組み合わせた数多くのプロジェクトを行ってきました。 Butterfly Network は、超音波の生成と受信にチップを使用するだけでなく、AI を使用して超音波画像を判断する世界初の人工知能生物医学製品です。 Hyperfine は世界初のモバイル NMR 装置であり、人工知能を使用して信号とノイズを区別するため、NMR 信号をそれほど強くする必要がなく、NMR 装置全体のサイズが小さくなります。

希少疾患に関しては、

他に何ができるでしょうか？

ジョナサンと私が共同設立した会社、AI Therapeutics の目標は、希少疾患を治療することであり、この会社で初めて人工知能を使用して、対応する疾患を治療できる薬剤を予測し始めました。

希少疾患治療薬は患者数が少なく、市場も小さいため、研究開発を促進するには革新的なコスト削減の方法を見つける必要があります。かつての医薬品開発は、分子の設計、細胞実験、動物実験を経て臨床第1相、第2相、第3相に至るまで非常に費用がかかり、開発には平均10年と長すぎました。 。

人工知能を導入して、どの薬が希少疾患を治療できるかを予測し、薬の開発に役立てることができれば、コストが大幅に削減され、状況は大きく変わるでしょう。原理は、遺伝子発現の方向を変える薬があり、ある病気の遺伝子発現の方向が逆転した場合、その薬は問題を変えることと同じなので、その病気を治すことができるかもしれない、というものです。病気が原因で修正されました。

しかし、そのような薬剤を予測して発見するには、遺伝子発現が複雑すぎるため、生物統計だけでは不十分であり、複雑なデータを解決するには人工知能が最適な方法です。私たちはニューラル畳み込みネットワーク計算を使い始めましたが、うまくいきませんでした。その後、多次元完全接続ネットワークを開発し、多くの人々の遺伝子発現データを使用してこのツールを訓練しました。これにより、薬物の効果を予測できるようになりました。次に、他社が開発できなかった薬剤分子を探します。通常、それらは第 1 および第 2 臨床段階を通過して無毒ですが、第 3 臨床段階では効果がなく放棄された分子です。当社の人工知能手法を使用して、何が役立つかを分析して見つけ出し、それを正しい適応に「アップグレード」します。現在、この方法は、ALS を含む希少疾患を対象として、臨床第 II 相で 2 つ、第 III 相で 2 つ、計 4 つの薬剤が臨床試験中であるようです。このALS治療薬は昨年4月に第2臨床フェーズを通過し、現在は第3臨床フェーズに入っている。

中国が直面する課題の一つは高齢化と医療費の増加であり、これは世界的な問題でもあり、米国のGDPの約20％が一般保健分野に費やされている。私たちウェストレイク大学は、人工知能と低コストの伝統的な中国医学を組み合わせ、最先端のテクノロジーと数千年にわたる中華民族の病気との闘いの知恵を組み合わせ、伝統的な中国医学の近代化を促進し、中国医学の新しい道を切り開いています。まれな病気や一般的な病気の治療。

長年にわたる学界と産業界での経験は、私に大きなインスピレーションを与えてくれました。科学研究​​と金融は非常に強力で、本当に世界を変えることができるのです。現在、希少疾患治療薬の研究開発における最大の問題点はコストですが、人工知能の出現により、コストを削減してより多くの患者に利益をもたらすという希望の光が私たちに与えられています。