Microsoft otworzył platformę do programowania biologicznego

Microsoft utworzył nowy projekt dla przemysłu biotechnologicznego. Jest to platforma o nazwie Station B, która pomoże naukowcom tworzyć nowe opracowania biologiczne z użyciem danych, chmury obliczeniowej i robotów. Za jej rozwój odpowiada Microsoft Research w Cambridge, czyli ośrodek, w którym Microsoft otworzył pierwsze swoje laboratorium biologii molekularnej. Station B ma udoskonalić wszystkie fazy przepływu pracy w programowaniu systemów biologicznych - projektowania, budowania, testowania i uczenia się.

Możliwość programowania biologii prowadzi do fundamentalnych przełomów w wielu gałęziach przemysłu, takich jak medycyna, agrokultura, branża spożywcza, tekstylna, materiałowa i chemiczna. Może też pomóc kłaść fundamenty pod bioekonomię w oparciu o technologię zrównoważonego rozwoju. Mimo tego ogromnego potencjału biologia programistyczna jest dziś uprawiana głównie metodą prób i błędów. By sprostać tym wyzwaniom, od ponad dwóch dekad na polu biologii syntetycznej trwa kolektywna współpraca, mająca na celu opracowanie nowych metod i technologii dla biologii programistycznej. Station B jest częścią tych szerszych wysiłków i skupia się na dostarczeniu zintegrowanej platformy, która pomaga wybranym partnerom poprawić produktywność w ich organizacjach, co idzie w parze z kluczową misją Microsoftu. Station B to projekt oparty na ponad dekadzie badań Microsoftu nad rozumieniem i przetwarzaniem informacji programistycznych w systemach biologicznych we współpracy z kilkoma wiodącymi uniwersytetami. Nazwa "Station B" jest bezpośrednio inspirowana przez "Station Q", która skupia wysiłki Microsoftu w dziedzinie komputeryzacji kwantowej, jednak zamiast tego skupia się na komputeryzacji biologicznej.
– Microsoft Research

Jak zostało wspomniane, Station B skupia się na wszystkich fazach przepływu pracy w programowaniu systemów biologicznych:

• Faza projektowania włącza języki programowania biologicznego, które operują na poziomach molekularnym, genetycznym i sieciowym. Języki te mogą być kompilowane w hierarchii abstrakcji biologicznych wraz z powiązanymi metodami analitycznymi, gdzie każda abstrakcja może być wybrana w zależności od pytania biologicznego, które jest adresowane. Przykładowo, łańcuch Markowa z czasem ciągłym może być użyty do wyznaczenia, jak losowy szum wpływa na funkcje systemu, używając metod stochastycznej symulacji lub modelu probabilistycznego.
• Faza budowania włącza kompilatory, które tłumaczą wysokopoziomowe programy na kod DNA wraz z cyfrowym kodowaniem eksperymentów biologicznych, które mają zostać przeprowadzone.
• Faza testowania wykonuje eksperymenty biologiczne z użyciem robotów laboratoryjnych we współpracy z Synthace jako partnerem technologicznym i jego oprogramowaniem Antha - potężną platformą zbudowaną w Azure IoT, która daje biologom zaawansowaną kontrolę nad sprzętem laboratoryjnym.
• Faza uczenia włącza szereg metod ekstrakcji wiedzy biologicznej z danych eksperymentalnych, wliczając w to wnioskowanie bayesowskie, wnioskowanie symboliczne i metody deep learningowe, uruchamiane ze skalowaniem w Azure.

Fazy te - jak twierdzi Microsoft - będą zintegrowane z biologiczną bazą wiedzy, która przechowuje modele obliczeniowe reprezentujące obecne rozumienie systemów biologicznych. Wraz z wykonywaniem kolejnych eksperymentów baza ta będzie aktualizowana poprzez automatyczne uczenie. Partnerami projektu zostali również Uniwersytet w Princeton jako pierwszy partner akademicki oraz Oxford Biomedica - firma zajmująca się terapią komórkową i genową.