ヒューマノーム研究所、世界最大級のシングルセル遺伝子発現モデルを開発。生成AIによる細胞地図が新薬の「薬効と副作用」を精密に予測

最終更新日:2025/06/30

生成AIを活用した医療品開発

ヒューマノーム研究所は、約3億パラメータを持つ世界最大級のシングルセル遺伝子発現モデル「CellScribe」を開発しました。これにより、多種多様な医療品開発と疾患の克服を目指します。

このニュースのポイント

ヒューマノーム研究所は、約9億細胞のデータを用い、3億パラメータを持つ世界最大級のシングルセル遺伝子発現量基盤モデル「CellScribe」を開発
「CellScribe」は、既存の先端モデル「scFoundation」と比較して、平均二乗誤差（MSE）を約7.8％改善（MSE 0.295）し、精度面で世界最高水準の性能を記録
製薬企業やアカデミア、バイオ系スタートアップとの連携を強化し、生命科学分野でのAI活用の推進と、新薬開発のコスト削減を図る

株式会社ヒューマノーム研究所は、約9億細胞のデータを用い、3億パラメータを持つ世界最大級のシングルセル遺伝子発現量基盤モデル「CellScribe（セルスクライブ）」を開発しました。

新薬の研究開発には、通常10年以上と1000億円以上の投資が必要であり、特に新しいタイプの医薬品や治療手段の開発では過去に類似実験例が無いことが多く、薬剤候補による生体へ影響予測が難しいという課題がありました。

この課題に対し、細胞ひとつひとつの遺伝子活動（発現）を詳細に捉えるシングルセル解析技術が近年目覚ましい進捗を遂げていますが、得られるデータは膨大かつ複雑なため、効率的に解析する新たな基盤が求められていました。

今回開発された「CellScribe」は、先行研究であるscFoundationのアーキテクチャをベースに拡張した3億パラメータのモデルとして開発されており、シングルセル解析から得られた遺伝子発現データを効率的かつ高精度に解析できます。

利用者の実験データとモデルを組み合わせることで、そのデータが持つ特徴や傾向などを予測できます。また、細胞間の関係性や多様性を俯瞰する「地図」として機能し、創薬データの解析を支援。これまで見過ごされていた創薬ターゲット候補や新たな作用経路の発見を可能にし、研究開発の時間短縮と効率化に貢献します。

また、データセットの準備にあたり約9億細胞分の遺伝子発現量データをCellxGeneなど4つの公開データベースから集め、高品質な約3億細胞のデータセットを構築しました。多様な細胞種や状態における遺伝子発現プロファイルを大規模モデルで学習したことで、未知のデータに対する高い汎化性能の獲得と顕著な性能向上を見込んでいます。