ChatGPT で加速する抗生物質の発見
セサル・デ・ラ・フエンテ博士とそのチームは、新しいツールを活用して薬剤耐性と闘っています。
「私たちがいかに多くを知らず、どれほど多くの発見が残されているかを考えると、驚かされます。私はそのことを若い人たちに伝え、未来は自分たちのものだと理解してもらおうとしています。私たちは世界について、まだほとんど何も理解していません。だからこそ胸が躍ります。そこに科学が力を発揮できる余地があるからです」—セサル・デ・ラ・フエンテ博士
「ChatGPT のようなツールは、科学的発見の加速に役立っています。私のような科学者にとって、まさに自由に試せる遊び場です」
深刻化する問題
現代医療は、有効な抗生物質に支えられています。抗生物質があるからこそ、私たちは日常的な病気や手術、出産などから回復できます。しかし、問題は深刻化しています。抗生物質が標的とする細菌はしぶとく、抗生物質を使えば使うほど、耐性菌が優勢になる機会も増えてしまうのです。これは薬剤耐性（AMR）と呼ばれています。細菌の AMR に関連する死者は毎年約 500 万人に上り、2050 年までに倍増すると予測されています。
AMR との闘いには新しい抗生物質が不可欠です。しかし従来の手法では、科学者が自然界に分け入り、土壌や植物などの有機物を調べて活性分子を探すため、時間がかかり、試行錯誤に頼らざるを得ません。ChatGPT や Codex などのツールにより、セサル・デ・ラ・フエンテ博士のチームは、AMR と闘うための新たな分子を、これまでにない方法でより迅速に特定できるようになっています。「私たちは、あらゆることをデジタルの速さで進めています」と博士は語ります。
「私がコーヒーを一杯飲んでいる間に、チームが次の抗生物質になり得る新しい分子を大量に発見していることも珍しくありません」
「私たちの研究室はリスクの高いプロジェクトに挑みますが、成功したときの成果は驚くべきものです」
—Marcelo Der Torossian Torres 氏
「Codex は素晴らしい副操縦士です。何かを実装したいと思ったら、Codex がほんの一瞬で作り上げてくれます。時間を節約でき、ほかのことに取り組めるようになります」
—Erik Hartman 氏
「実験科学者である私にとって、アルゴリズムの開発は大きな一歩です。Codex を使ってスクリプトを書けば、どの実験でも同じ方法でデータをグラフ化できます」
—Angela Cesaro 氏
コードとして捉える生物学
デ・ラ・フエンテ研究室の大きなブレークスルーの一つは、この課題を情報の問題として捉えたことです。生命を形づくる DNA は、突き詰めればコードなのです。ChatGPT のようなツールを使うことで、私たちの世界を成り立たせる複雑なシステムをすばやく調べ、新たな抗生物質候補を数年ではなく数時間で特定するアルゴリズムを考案できます。
「今では、5～6 年ではなく、わずか数時間で新しい抗生物質分子を発見できます」
「Codex があれば、プログラミングの経験がなく、コンピューター科学の言語を理解していない人でも、プログラムを書けるようになります」
—セサル・デ・ラ・フエンテ博士
Angela 氏はウェットラボで、試験対象となる分子を作製しています。
ChatGPT は、デ・ラ・フエンテ研究室のワークフローに欠かせない存在になっています。「研究室のみんなで共有する頭脳のような存在になりました。私たちが多くのアイデアを入力しているため、チームの各メンバーが科学についてどう考えるかを理解しています」とデ・ラ・フエンテ博士は語ります。「アイデアの創出や創意工夫、人間だからこそ持ち込めるものなど、私たちの思考を的確に捉えています」
Codex は、従来型の科学者から計算生物学者、機械学習エンジニアまで、多様なチームメンバー間の壁を取り払いました。「5 年前なら、データ分析以外でコンピューターに触れることがなかった人たちも、今では計算生物学に取り組めます。アルゴリズムを書いてデータのパターンを特定したり、以前は不可能だった方法で結果を可視化したりできるようになりました」
「私たちの研究室には、化学者、生物学者、コンピューター科学者など、実に多様な人材がいます。さまざまな分野で活躍する、多彩な才能が集まっています」
—Jianing Bai 氏
デ・ラ・フエンテ研究室が大規模に探索する分子構造の可視化画像。
「AI は異なる分野の知識を結び付け、より良い問いを立て、極めて難しい問題を解くためのより優れた方法を開発する助けになります」
—Tianang Leng 氏
「巨大な課題に挑もうとしていなければ、自分の務めを果たしているとは言えません」
抗生物質の未来
人間の創意工夫と機械知能の組み合わせが、医療の希望に満ちた未来を切り拓いています。「ほんの 2 年ほど前まで、AMR と人類の新分子開発能力との軍拡競争に追いつけるのか、悲観的に考えていました」と博士は語ります。「しかし今では、ChatGPT のようなツールを活用して最近開発してきたシステムのおかげで、想像以上に大きな希望を持てるようになりました」。デ・ラ・フエンテ博士のあらゆる取り組みは、苦しみを減らし、命を救うという一つの目標に向けられています。「今日のようなことを可能にするツールを、私は生涯ずっと待ち望んでいました」
「私たちが発見した分子の多くが、現在の病原体を実際に死滅させられることを確認しています」
—セサル・デ・ラ・フエンテ博士
「コンピューター上で自ら生み出した分子が、人の命を救う。そんな未来を想像してみてください。世界の歴史上、誰も見つけたことのないものを発見する。科学者は、そんな瞬間のために生きているのだと思います」