Builders Unscripted 第 5 集:Derya Unutmaz(第 2/3 段)


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免疫學家 Derya 展示用 Codex 打造的生物模擬 app,並談 digital twin 願景
- 12:07 Derya 自己做了許多在日常工作上幫得上忙的小 app。
- 18:20 Derya 認為細胞有點像寫好的程式軟體,希望有一天出現「Codex for biology」,能完全為細胞編程。
- 24:01 他補充,這個預測的前提是 compute 會大幅增加。
💡 你可以怎麼用:想弄懂一個複雜主題時(例如某種疾病的機制),可以學 Derya 把一張圖解交給 Codex,請它「理解這張圖並做成可以互動的模擬網站」,用動手調參數的方式學。工作上如果有重複性的查詢或比對步驟,也可以試著描述需求,請 AI 幫你做一個專屬小工具。
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🧑🏫 這段是 OpenAI 訪談免疫學家 Derya Unutmaz。他不是只拿 AI 查資料,而是用 Codex 自己做出模擬細胞、設計基因編輯的專業工具。他也談到自己的大願景:用 AI 在電腦裡模擬出一個完整的你。想知道 AI 在科學研究能走多遠,這段很值得看。
- 12:07 Derya 自己做了許多在日常工作上幫得上忙的小 app。↳ Derya 是免疫學家,他自己動手做了不少小 app,用來解決研究工作中實際碰到的需求。
- 12:07 他認為 AI 會對生物學帶來巨大影響,關鍵在於能模擬極其複雜的生物系統。↳ 他看好 AI 改變生物學,理由是生物系統複雜到人腦算不過來。如果 AI 能把它模擬出來,就能先在電腦裡試,再進實驗室。
- 12:37 類比:造飛機時會先模擬空氣動力學,不會把零件湊起來碰運氣;但生物零件太多,目前還沒有這種模擬。↳ 設計飛機時,工程師會先在電腦上算氣流怎麼流過機翼,確定可行才造。生物學的零件太多,目前做不出這種模擬,只能靠實驗一次次試。
- 13:09 他的目標:先用 AI 做出 virtual cells 模擬完整免疫細胞,再擴大到組織,最終做出完整人類的 digital twin。↳ virtual cells 是「電腦裡的虛擬細胞」;digital twin(數位分身)是在電腦裡複製一個完整的你。他的路線是先做一個細胞,再做組織,最後做到整個人。
- 13:09 他說這需要更多 compute,並請 OpenAI 加緊投資發展。↳ compute 指運算能力,也就是跑 AI 需要的電腦算力。模擬越複雜越吃算力,所以他直接喊話,請 OpenAI 多投資。
- 13:09 第一個 app 模擬 T cell receptor,也就是 T 細胞表面的主要受體。↳ T 細胞是免疫系統裡負責辨認和攻擊敵人的細胞之一;T cell receptor 是它表面的主要「偵測器」。第一個 app 模擬的就是這個偵測器怎麼運作。
- 13:39 這個受體依據所接觸分子的親和力與其他訊號做出決定,有時攸關生死。↳ 這個受體碰到分子時,會看兩者黏得多緊(親和力),再加上其他訊號,判斷要不要啟動反應。判斷錯了可能攸關性命。
- 13:39 訊號強度可能導致自體免疫疾病,也可能清除腫瘤、殺死受病毒感染的細胞,或造成過度損傷而致命。↳ 同一套機制,強弱的拿捏很關鍵。打錯對象會攻擊自己的身體;打對了能清掉腫瘤和被病毒感染的細胞;反應過頭則可能傷到致命。
- 14:10 受體底下有龐大的訊號傳遞路徑。在 app 裡可以設定 ligand 的品質與劑量,再執行模擬。↳ ligand 是會跟受體結合的分子。受體被觸發後,細胞內有一長串訊號接力往下傳。app 讓你調整 ligand 的好壞和多寡,再按下模擬。
- 14:41 模擬結果會顯示哪些分子被活化、哪些沒有,也會顯示 transcription factors 的磷酸化模式。↳ 結果會標出哪些分子被打開。transcription factors 是控制基因開關的蛋白質;磷酸化(phosphorylation)是分子常見的開關方式,從這個模式能看出細胞下一步。
- 14:41 加入抑制性分子或換成不同訊號後,可以看到某條路徑停止,引發不同的事件。↳ 放進會踩煞車的分子,或換一種訊號,就能看到某條傳遞路線停掉,細胞因此做出不一樣的反應。等於在電腦裡做對照實驗。
- 15:12 還能再擴充:加入抑制某分子的小分子看輸出變化,或加入更多受體,觀察它們如何互相作用。↳ 它還能繼續擴充:加入抑制某個分子的小分子(很多藥就是這類),看結果怎麼變;或加入更多受體,看它們彼此怎麼影響。
- 15:12 主持人指出,這不只是視覺化或搜尋資料集,而是在瀏覽器裡定義各細胞、各情境輸入與輸出的完整應用程式。↳ 主持人強調,這不是把資料畫成圖表,也不是查資料庫。它是一個完整程式,能設定每種細胞、每種情境的輸入並算出結果,直接在瀏覽器裡用。
- 15:44 主持人提到很多 builder 用 Codex 和 GPT 5.5 做網站、web app、行動 app,但這個 app 精細、進階得多。↳ Codex 是 OpenAI 幫人寫程式的 AI 工具,GPT 5.5 是 OpenAI 的模型。多數人拿它們做網站或 app,Derya 做的是專業程度高很多的科學工具。
- 15:44 Derya 說他每天早上喝完咖啡,就會把新東西加進模擬器,看看會發生什麼。↳ 這個模擬器不是一次做完的。他每天早上喝完咖啡,就加一點新東西進去,看看會模擬出什麼,功能就這樣一天天累積。
- 15:44 Image 2.0 推出後他非常喜歡,因為可以做出極為複雜的圖像。↳ Image 2.0 是影片中提到的圖像生成模型。他喜歡它,是因為它能畫出細節很多、結構複雜的圖,很適合畫科學內容。
- 16:15 他以一份刊登在頂尖期刊 Nature 的免疫圖譜為題材,請圖像模型生成一張 Nature 封面。圖中的免疫細胞正是他研究了 30 年的細胞。↳ Nature 是全球最知名的科學期刊之一。他拿一篇刊在上面的免疫細胞圖譜當題材,請 AI 畫一張封面,畫的正是他研究了 30 年的細胞。
- 16:46 接著他把這張圖丟進 Codex,請它做成互動網站。Codex 生成了細胞互動的動畫,點擊細胞會顯示它是 memory cell 或 effector cell 等資訊。↳ 接著他把圖交給 Codex 做成網站,細胞會動、會互動。點一下細胞就會顯示類型:memory cell 會記住舊敵人,effector cell 負責實際出手作戰。
- 17:17 網站可以阻斷 PD-1 分子。PD-1 在癌症治療中很重要,阻斷它能治癒許多癌症,這類療法叫 checkpoint inhibitor。↳ PD-1 常被形容成 T 細胞的「煞車」。網站能模擬把它擋掉,這類療法叫 checkpoint inhibitor。他說阻斷 PD-1 能治好許多癌症。
- 17:17 網站也能依年齡改變免疫細胞的行為,等於一個迷你模擬器,全部源自一張圖。↳ 網站還能調整年齡,看免疫細胞的表現怎麼跟著改變。重點是,這整個迷你模擬器的起點只是一張圖。
- 17:47 他沒有下細部指令,只請 Codex「理解這張圖並建立互動式模擬器網站」,Codex 就做出來了。↳ 他沒有一步步教 Codex 怎麼做,只說了一句「看懂這張圖,做成互動式模擬器網站」,Codex 就自己拆解需求做出來了。
- 17:47 主持人認為這也是很好的教育工具:想深入任何主題時,除了生成圖像,也能生成模擬器。↳ 主持人看到另一種用法:學新東西時,除了請 AI 畫圖解,還能請它做一個可以動手調參數、看結果的模擬器,學起來更直觀。
- 18:20 Derya 認為細胞有點像寫好的程式軟體,希望有一天出現「Codex for biology」,能完全為細胞編程。↳ 他把細胞看成一套寫好的程式軟體。他希望未來出現「生物版 Codex」,讓人能像寫程式一樣,完整設計細胞要做什麼。
- 18:20 他指出,基因編輯技術已經開始在做這件事。↳ 他指出這不是空想,基因編輯技術已經開始在做「改寫細胞」這件事了。
- 18:53 他說自己在 25、30 年前開發過部分基因編輯技術,而現在有了 CRISPR。↳ 他本人在 25、30 年前就參與開發過部分基因編輯技術,現在則有了 CRISPR 這個新工具。
- 18:53 CRISPR 能鎖定任何基因,用來修正突變、刪除基因或過度表現,類似基因體工程。↳ CRISPR 是一種基因編輯工具,能精準找到任何一個基因,修正錯誤、把它刪掉,或讓它大量表現,等於直接對基因動工程。
- 18:53 難點在於複雜:一個基因大約 2000 個 nucleotides,要鎖定哪個位置?↳ nucleotide 是組成 DNA 的基本單位,可以想成 DNA 的字母。一個基因大約 2000 個字母長,要從哪一段下手,本身就是難題。
- 19:23 必須靠計算判斷目標是否具專一性、會不會產生預期效果。已有現成工具,但他想要自己的,於是自己寫了一個。↳ 下手前要先用電腦算:選的位置是否只會命中這個基因、編輯後會不會有預期效果。市面上已有工具,但他想要自己的,就自己寫了一個。
- 19:23 在 app 中選一個基因(例如 T 細胞表面的 CD4),它會立刻從資料庫抓出該基因的 DNA 序列。↳ CD4 是 T 細胞表面的一個分子。在他的 app 裡選 CD4,程式會立刻從資料庫抓出這個基因的 DNA 序列,不用自己去查。
- 19:53 app 會列出所有可能的目標,也就是 20、22 個 nucleotide 長的區段,並加以排序、建議該選哪一個。↳ app 會把所有可以下手的位置全列出來,每段長 20、22 個字母,並幫你排名、建議選哪一段,省下人工比對的時間。
- 19:53 選好後複製序列交給線上公司合成,對方寄回後他再進行工程改造與實驗。↳ 選好後,他把序列複製下來,交給線上公司合成實體分子。收到後再進實驗室改造細胞、做實驗,從電腦設計一路接到實驗。
- 20:23 app 能視覺化被鎖定的所有區域,並有其他應用程式沒有的功能。↳ app 會把所有被鎖定的位置畫出來,讓人一眼看懂,還有其他現成工具沒有的功能。這正是自己做工具的好處。
- 20:23 其中一項是 library 設計:輸入多個基因名稱,按下 design library,就會產生多種不同的 CRISPR 分子。↳ 其中一項是 library(CRISPR library)設計。輸入多個基因名稱、按下 design library,就能一次產生一整批不同的 CRISPR 分子,不用一個個做。
- 20:54 這是用 Swift 打造的 native macOS app,他也打算做 iPad 版。↳ Swift 是 Apple 的程式語言;native macOS app 指直接安裝在 Mac 上的軟體,不是在瀏覽器裡開的網頁。他還打算做 iPad 版。
- 21:25 他所說的 digital twin 是一個人完整的生物系統,包括免疫系統、代謝物、腸道中數兆細菌、荷爾蒙等。↳ 他說的 digital twin 不只有基因,而是整個人:免疫系統、代謝物(身體運作產生的各種化學物質)、腸道裡數兆細菌、荷爾蒙,全部都算進去。
- 21:55 基因與環境幾乎決定了一切:會不會生病、何時生病、對某種治療有沒有反應。↳ 他認為你會不會生病、什麼時候生病、某個治療對你有沒有用,幾乎都由基因加上環境決定。所以把這些都模擬出來,就有機會預測。
- 21:55 目標是在疾病發生前就預測,而且必須高度個人化:要治療的是病人,不是疾病。↳ 目標是從「生病再治」變成「生病前就預測」,而且要因人而異。他的說法是:要治的是眼前這個病人,不是病名。
- 21:55 過去同一種病給數百萬人同一種藥。例如 statins 有數百萬人使用,但只對其中一小部分人有效。↳ statins 是常見的降膽固醇藥。他舉例說,數百萬人吃同一種藥,實際有效的卻只有其中一小部分人。
- 22:31 願景是讓 AI 結合個人的基因體、代謝物、蛋白質、免疫系統,完整模擬你的生物狀態。↳ 他的願景是讓 AI 整合你的基因體、代謝物、蛋白質、免疫系統資料,在電腦裡跑出一個「你」的完整身體狀態。
- 22:31 屆時可以問「如果我改變某個健康習慣會怎樣」「如果給這個藥會怎樣」,甚至依 AI 的判斷為個人量身訂製治療。↳ 有了數位分身,就能先在電腦上試:「我改掉某個習慣會怎樣?」「吃這個藥會怎樣?」甚至讓 AI 替你量身設計治療。
- 23:01 完全個人化後,藥物可能接近 100% 有效、0% 副作用。↳ 他的推論是:如果治療完全照你的身體設計,藥就可能接近 100% 有效、幾乎沒有副作用。
- 23:01 臨床試驗可能從 5 到 10 年縮短到 5、10 天,由 AI 替你做臨床試驗。↳ 臨床試驗是新藥上市前在人身上測試的過程,通常要好幾年。他設想由 AI 用數位分身替你模擬,把 5 到 10 年縮短到 5、10 天。
- 23:31 他主張未來十年左右能治療所有疾病,15 年內能逆轉老化,人可以活到數百歲。↳ 他提出很大膽的預測:大約十年內能治療所有疾病,15 年內能逆轉老化,人可以活到數百歲。這是他個人的主張。
- 23:31 他知道有人覺得這像科幻小說,理由是癌症花了 50 年才只能治療一點點,但這些人沒算進 AI 正在指數成長。↳ 他知道很多人覺得這像科幻小說,因為癌症研究了 50 年只進展一點點。但他認為這些人沒算進 AI 正在指數成長。
- 24:01 他補充,這個預測的前提是 compute 會大幅增加。↳ 他也講明前提:運算能力必須大幅增加。換句話說,這些預測能不能成真,要看算力跟不跟得上。
📘 術語
virtual cells(虛擬細胞):用 AI 模擬出一個完整的免疫細胞,是邁向 digital twin 的第一步
digital twin(數位分身):一個人完整生物系統的模擬,包括基因、免疫、代謝物、腸道細菌、荷爾蒙等
T cell receptor(T 細胞受體):T 細胞表面的主要受體,依分子親和力與其他訊號做出攸關生死的決定
ligand(配體):字幕只說模擬時可以設定 ligand 的品質與劑量
phosphorylation / transcription factors(磷酸化/轉錄因子):模擬器會顯示 transcription factors 的磷酸化模式
PD-1(PD-1 分子):在癌症治療中很重要,阻斷它能治癒許多癌症
checkpoint inhibitor(免疫檢查點抑制劑):阻斷 PD-1 這類分子來治療癌症的方式
memory cell / effector cell(記憶細胞/效應細胞):互動網站中點擊細胞後顯示的免疫細胞類型
CRISPR(CRISPR 基因編輯):能鎖定任何基因來修正突變、刪除或過度表現,類似基因體工程
nucleotide(核苷酸):一個基因約 2000 個;CRISPR 目標是 20、22 個 nucleotide 長的區段
CD4(CD4 基因):位於 T 細胞表面,app 示範時選用的基因
library(CRISPR library)(CRISPR 庫):一次針對多個基因設計出許多不同的 CRISPR 分子
statins(他汀類藥物):有數百萬人使用,但只對其中一小部分人有效
compute(運算資源):實現 virtual cells 與 digital twin 需要大量增加的運算能力
digital twin(數位分身):一個人完整生物系統的模擬,包括基因、免疫、代謝物、腸道細菌、荷爾蒙等
T cell receptor(T 細胞受體):T 細胞表面的主要受體,依分子親和力與其他訊號做出攸關生死的決定
ligand(配體):字幕只說模擬時可以設定 ligand 的品質與劑量
phosphorylation / transcription factors(磷酸化/轉錄因子):模擬器會顯示 transcription factors 的磷酸化模式
PD-1(PD-1 分子):在癌症治療中很重要,阻斷它能治癒許多癌症
checkpoint inhibitor(免疫檢查點抑制劑):阻斷 PD-1 這類分子來治療癌症的方式
memory cell / effector cell(記憶細胞/效應細胞):互動網站中點擊細胞後顯示的免疫細胞類型
CRISPR(CRISPR 基因編輯):能鎖定任何基因來修正突變、刪除或過度表現,類似基因體工程
nucleotide(核苷酸):一個基因約 2000 個;CRISPR 目標是 20、22 個 nucleotide 長的區段
CD4(CD4 基因):位於 T 細胞表面,app 示範時選用的基因
library(CRISPR library)(CRISPR 庫):一次針對多個基因設計出許多不同的 CRISPR 分子
statins(他汀類藥物):有數百萬人使用,但只對其中一小部分人有效
compute(運算資源):實現 virtual cells 與 digital twin 需要大量增加的運算能力
✏️ 小考一題
Derya 認為藥物完全個人化後,臨床試驗的時間可能從 5 到 10 年縮短到多久?
A. 5、10 個月B. 15 年C. 1 到 2 年D. 5、10 天看答案
答案:D。[23:01] 他說臨床試驗會從 5 到 10 年加速到 maybe 5, 10 days,由 AI 替你做臨床試驗。
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