タンパク質設計のパイオニア、デイビッド・ベイカー氏が、バイオテクノロジーのスタートアップ企業を立ち上げる上でコードの共有が鍵となる理由を語る
ワシントン大学のタンパク質設計研究所は、タンパク質をベースとした新しい治療法、工業用酵素、材料、バイオセンサーなどを開発する企業を生み出すスタートアップ工場です。
研究所の起業家としての成功の鍵は、オープンな探究と協力の精神、そしてタンパク質設計ツールのコードを容易に利用できるようにすることに重点を置いていることです。
「私たちが行ったことはすべて共有すべきだと最初から本当に信じていました」と、IPDディレクターでワシントン大学教授のデイビッド・ベイカー氏は先週シアトルのキャンパスで行われたイベントで語った。
20年以上前、ベイカー氏とその同僚は初期のタンパク質設計ツールを開発し、そのコードをRosetta Commonsと呼ばれるコンソーシアムを通じて公開しました。商用顧客はライセンス料を支払いますが、研究者はRosettaのコードに無料でアクセスし、コードを基に開発・改良を行っています。Rosetta Commonsには、70を超える学術機関と産業界が貢献しています。
「あのコードは世界中に広まりました。そして、基本的に誰もが使うようになりました」とベイカー氏は語った。
他の学術グループも同様のタンパク質設計ツールを開発していたが、起業を目指していたため、より秘密主義的だったとベイカー氏は述べた。結局、彼らのソフトウェアはロゼッタのような高度な連携の恩恵を受けられなかったため、普及には至らなかったと彼は述べた。IPDのオープン性はより優れたソフトウェアの開発につながり、後のスピンアウト企業への基盤を築いたと彼は述べた。
IPDは、人工知能（AI）の登場に伴い、アクセシビリティへの注力を継続しました。GoogleのDeepMindが開発した、タンパク質の折り畳み方を予測するディープラーニングツールは2020年に登場し、IPDも同様のツールを発表しました。両ツールとも、Science誌の2021年ブレイクスルー・オブ・ザ・イヤーを受賞しました。
それ以来、IPDはさらに進化し、新しいタンパク質をゼロから設計する新しいディープラーニングモデルをリリースしてきました。「これらはほぼ業界標準です」とベイカー氏は新しいオープンソースツールについて述べています。
「テクノロジー企業はそれぞれの分野で非常に優れています。しかし、閉鎖的な環境にあるため、幅広いイノベーションを起こすことは難しいのです」と彼は付け加えた。「私たちの分野では、コードを自由に利用できるようにすることが、私が想像できる最良の方法であることは明らかです。」
ベイカー氏は、製薬会社の大規模な独自データセットにアクセスしてディープラーニングモデルを訓練できれば、この分野全体の進歩はさらに加速するだろうと述べた。
ベイカー氏はまた、研究者がタンパク質の設計を効率的にテストし、そのデータをモデルにフィードバックして改良することを可能にする実験室の革新についても IPD の功績を高く評価している。
IPDはシアトルに拠点を置く9つの企業をスピンアウトさせました。2020年には武田薬品工業がIPDのスピンアウト企業PvP Biologicsを3億3000万ドルで買収し、2月にはアストラゼネカがワクチン開発を行うIPDのスピンアウト企業Icosavaxを11億ドルで買収しました。
数年前、ベンチャーキャピタリストたちはベイカー氏にボストンで起業するよう強く勧めていた。しかし、シアトルのガーフィールド高校を卒業したベイカー氏は故郷に忠実であり続け、ベイエリアで博士号とポスドク研究を修了した後、ボストンに戻ってきた。
「タンパク質設計のノウハウを持つ人材を雇用したいなら、シアトルは間違いなく最適な場所です」とベイカー氏は語った。「継続的な活動によって、ある種のエコシステムを構築できると思います。」
大学で社会学を専攻した後、理系に転向したベイカー氏は、最初から起業家を目指していたわけではありません。「人生はどうなるか分からないものです」と彼は言います。ベイカー氏は生徒たちに、あまり先のことを考えすぎないようアドバイスしています。「起業家になること、そして会社を立ち上げることは、私たちがやっていた仕事から生まれたものです。」
インタビューはワシントン大学の商業化部門CoMotionのオフィスで行われ、シアトルのAI2インキュベーターのプリンシパルであるジェニー・クロニン氏が担当しました。ベイカー氏のコメントは以下をご覧ください。質疑応答は簡潔さと明瞭性を考慮して編集されています。
ジェニー・クロニン：あなたの研究室では、DALL-Eのような画像生成器の背後にある拡散モデルなど、新しいAI手法をどのように取り入れているのでしょうか？IPDのディープラーニングツールRFdiffusionはその一例です。
デイビッド・ベイカー：私たちは非常にオープンなので、常に訪問者が来ます。ベンチャーキャピタリストでも、製薬会社の方でも、あるいは訪問学生でも、私たちの研究をいつでも見ることができます。多くの方が共同研究や訪問を希望しており、彼らからアイデアがもたらされることも少なくありません。RF拡散に関しては、非常に才能のある訪問学生がいて、拡散モデルを研究し始めました。
学生がどのようにして手を差し伸べ、つながりを築き、コラボレーションを生み出すことができるかについて、何か提案はありますか?
科学において、コラボレーションはまさに核となるものだと考えています。学生たちには、とにかくメールを送るように勧めています。例えば、問題解決に取り組んでいるなら、世界で一番優秀な3人を見つけてメールを送るように言います。答えが返ってこないこともありますが、返ってくることもあります。そして、そこから繋がりが生まれ、研究を大きく変えるきっかけとなることもあるのです。
私たちが解決しようとしている AI とタンパク質設計の大きな課題にはどのようなものがありますか?
抗体は、製薬業界においてタンパク質治療薬の鍵となる分子です。タンパク質治療薬は、動物に免疫を与えて自然免疫系に解決策を見つけさせるといった、いわば黒魔術的な手法で得られるものから、実際に合理的に設計されるものへと移行していくと考えています。ディープラーニングのような合理的な手法は、長期的には、標的に正確に結合するだけでなく、開発可能で安全な抗体などを作り出すことができるようになるでしょう。
そして抗体を超えて、本当に必要なのは、体内で実際に計算を行い、反応性があり、適切な場所にのみ作用し、他の場所には作用しない、よりスマートな治療薬です。そして、タンパク質設計手法がより強力になるにつれて、それがますます可能になると思います。
治療以外の分野についても聞きたいです。
生物学を見てみると、タンパク質が太陽エネルギーを捕らえて分子を作るという、実に興味深いプロセスが存在します。私たちは、光と太陽エネルギーを捕らえて様々なことに利用する人工光合成システムの開発に取り組んでいます。
タンパク質が非常に効果的に作用するもう一つのことは、骨、歯、貝殻などのミネラル化です。これは炭素固定と新しいタイプの材料の合成の両面において、非常に興味深い分野です。また、地球はプラスチックで溢れかえっていますので、それらを分解できる触媒の開発も期待できます。
診断分野では、サイズと内部構造を完全に制御可能なナノポアを設計できるという点に非常に期待しています。その応用範囲は、DNAやタンパク質の配列解析など、多岐にわたります。
IPD では起業家精神を奨励するために何か取り組んでいますか?
IPDにはトランスレーショナル・インベスティゲーター・プログラムがあり、博士号取得後1～2年間在籍し、これまでに生み出した成果をさらに発展させ、より優れたものにしていきます。起業に成功した人もIPDに戻ってきます。ハッピーアワーを設け、アドバイスなどを提供しています。また、メンバー同士が常にコミュニケーションを取れるようにしています。起業に興味がある人は、チームを組むことを奨励しています。「一人でやらなければならない」というイメージを持たれないようにするためです。
あなたと学生がプロジェクトを選択するとき、商業的可能性と興味深い科学的研究のバランスをどの程度とっていますか?
重要なのは、今後数年で解決できるはずの、本当に重要な未解決問題が必ず存在するということです。しかし、そうした問題を見つけるのはまさに芸術です。簡単すぎる問題を選ぶことはできません。限界に挑戦しなければなりません。あまりにも難しい問題を選んでも、何も達成できません。しかし、今こそ解決すべき適切な問題を選ぶことができれば、驚くほど多くの問題に商業的な可能性が秘められています。もしかしたら、予想もしなかったような形で。そして、私たちがこれまで手がけてきた多くのプロジェクトで、まさにそれが起こりました。
