首波新創公司利用英國最強大的超級電腦,在數位生物學方面取得突破性的成就

作者 NVIDIA

四間加入 NVIDIA Inception 計畫的新創公司,入選為首批獲准使用英國最強大之 Cambridge-1 超級電腦的新創公司。

這套超級電腦系統將協助 Alchemab Therapeutics、InstaDeep、Peptone 及 Relation Therapeutics 這四間英國的新創公司,取得在數位生物學方面的突破性成果。

在去年七月正式上線的 Cambridge-1,是一套集合了 NVIDIA DGX A100 系統、BlueField-2 DPUNVIDIA InfiniBand 網路技術的 NVIDIA DGX SuperPOD 叢集,彙集了 NVIDIA 在加速運算、人工智慧與生命科學領域耕耘數十年光陰的成果。Cambridge-1 系統安放於倫敦和劍橋之間,是全球運算速度最快的50台超級電腦之一,使用 100% 的可再生能源來進行供電。

這具超級電腦的五個創始合作單位已經用它來推動醫療領域的研發進展、使用人工智慧來研究失智症等腦部疾病、設計新藥等等。

如今這四間新創公司正準備將 Cambridge-1 超級電腦用於加快發現藥物、基因定序及疾病研究領域。

這四間新創公司均為 NVIDIA Inception 計畫的成員,NVIDIA 藉由 Inception 這項免費計畫,培養幫用尖端技術為產業帶來革新發展的新創公司。Inception 計畫成員可以持續享受量身打造的福利,例如 NVIDIA 深度學習機構的學分、行銷支援與專家的技術援助。

Alchemab Therapeutics:發現抗體療法

Alchemab Therapeutics 公司正在努力找出新的標靶藥物及治療方法,以及建立患者分層工具,一開始將重點放在神經退化性疾病和癌症上。

Alchemab 公司的技術主管 Jake Galson 表示,該公司的抗體藥物發現引擎是建立在「自然界最有效的搜尋引擎上,也就是後天免疫系統」之上。這是一種當人的免疫系統對致病性蛋白質(例如癌症產生的蛋白質)或外來微生物(如感染後)作出反應時,所產生的免疫力。

Alchemab 公司的平台對產生疾病抗體的 B 細胞進行定序,並且以計算方式來分析易感染某些疾病卻又帶有抵抗力之個體的抗體反應。

Galson 說:「可能會出現約十兆個人類抗體變體,能夠使用 Cambridge-1,讓我們有這個獨特的機會從如此巨大的資料體中,學習有意義的表現方式。這麼一來我們將更深入認識抗體結構和功能,最終有助於發現和開發新的療法。」

敬邀參加 Alchemab 公司在 GTC 大會所召開關於破解抗體語言的議程,GTC 大會是一場全球性的人工智慧領域會議,將舉行至3月24日止。

InstaDeep:打造生物學的決策系統

身為 NVIDIA 合作夥伴網路 Elite 等級成員的 InstaDeep,提供用於發展下一代疫苗和治療方法的人工智慧決策系統。

該公司想要利用基因組學資料訓練一個大型人工智慧語言模型 – 並且將該模型分享給醫療領域的研究人員,用於設計蛋白質和模擬分子動力學。

InstaDeep 公司的共同創辦人暨執行長 Karim Beguir 表示:「我們可以公開取得來自45萬個物種、超過120億個核苷酸序列。大規模模型可以讓研究人員和生命科學專業人員從中受益匪淺,利用基因組定序的資料來獲得更深入的見解。」

Beguir 表示說 InstaDeep 公司使用 Cambridge-1 超級電腦,將顯著提高這間新創公司的「運算能力與雄心壯志,迎向在為患者開發新療法時各項令人期待的挑戰。」

在 InstaDeep 公司於 GTC 大會所召開關於使用高效能運算來革新蛋白質研究的議程中,將進一步介紹如何把人工智慧語言模型用於生物學的資訊。

Peptone:深入認識無序蛋白

新創公司 Peptone 在去年秋天便取得 Cambridge-1 超級電腦早期試用許可,該公司正在開發一款名為 Oppenheimer 的物理引擎,這將有助於人們更深入認識內在無序蛋白質(IDP)或缺乏固定立體結構之蛋白質的精確結構。

Peptone 公司創辦人暨執行長 Kamil Tamiola 表示,通常難以治療 IDP 引起的疾病,但 Cambridge-1 超級電腦將使得 Peptone 公司有可能「把通常無法治療的 IDP,變成合理的標靶藥物。」

Tamiola 說:「我們使用 Cambridge-1 超級電腦,便能在幾小時內以平行方式對數百萬種蛋白質進行高通量推理。Oppenheimer 引擎將先進的原子生物物理實驗,與建立在 NVIDIA DGX A100 系統上的下一代超級計算堆疊整合在一起。」

該公司最終使用這些運算結果,針對選定的 IDP 來開發專有和首創的新藥。

Relation Therapeutics:找出生病的起因

另一間新創公司 Relation Therapeutics 結合了單細胞分析、人類遺傳學、功能基因組學和機器學習,以求更深入瞭解人類生物學。

Relation Therapeutics 公司使用圖形推薦系統技術來顯示疾病的因果關係。Relation Therapeutics 公司的平台可以找出藥物發現所要關注的生物學領域,加速進行尚未廣泛研究之疾病的研究工作。

Relation Therapeutics 公司的技術長 Lindsay Edwards 表示,該公司的目標是改變藥物發現和開發的方式,創造出新的療法。

Edwards 說:「我們的使命是用比目前更快、更有效的模式,把新藥送到需要的患者手中。使用 Cambridge-1 超級電腦替我們打開了過去幾乎不可能理解的生物學領域,例如遺傳變異如何影響難以接近之複雜組織和器官系統裡的基因表達方式。」

進一步瞭解將人工智慧用於醫療領域

這些新創公司將創造出數位生物學的突破性成果 – 而當初打造 Cambridge-1 超級電腦的公司早就在利用它的強大力量。

AstraZeneca 與 NVIDIA利用 Cambridge-1 超級電腦,開發出 MegaMolBART 藥物探索模型的最新版本,這個自然語言處理模型能夠讀取化合物的文字格式,並且利用人工智慧來生成新的分子。這個 transformer 化學模型能夠利用 NVIDIA NeMo Megatron 框架,訓練具有超過十億個參數的化學語言模型。

在本次的 GTC 大會中將提供更多關於人工智慧方面的創新項目,NVIDIA 醫療部門副總裁 Kimberly Powell 將討論研究人員、開發人員和醫療設備製造商如何利用 NVIDIA Clara 平台,在醫療與藥物發現方面取得開創性成果。

敬請觀看以下的 NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳的主題演講精彩重播: