Гуглим гены

Гуглим гены

Недавно Сергей Брин и Ларри Пейдж обратили свои взоры в сторону биологии и генетики – совсем скоро в эти области начнется экспансия поисковых технологий. Проекты разрабатываются с использованием знаний фундаментальной науки, медицины и высоких технологий. Информация, которая позволит повысить уровень жизни, предупреждать и лечить многие болезни, должна быть доступна миллионам людей, в том числе ученым. Такие цели поставили перед собой благотворительный фонд Google и проект Google.org. Работа в этом направлении уже ведется, причем в тесном сотрудничестве с другими организациями и частными лицами. В программе задействованы не только талантливые программисты Google, но и ее уникальные поисковые и компьютерные технологии.

«Очень немногие ИТ-специалисты догадываются о том, с какими проблемами сталкивается биология в сфере хранения и передачи информации. И это чревато тяжелыми последствиями для всего мира, – говорит Брин. – А ведь мы можем хранить огромные массивы данных с минимальными затратами».

Сергей и Ларри хотят максимально упростить для пользователей процесс поиска нужной информации, а потому компания львиную долю своих ресурсов направляет на расширение и совершенствование качества поиска. Это предполагает разработку качественно новых методов, после внедрения которых сегодняшняя Google, вероятно, будет казаться примитивной. Поиск будущего даст более точные и полные ответы на запросы и будет отличаться от сегодняшней модели так же, как Google сейчас отличается от самых первых примитивных поисковиков. «Самая совершенная поисковая система, – говорит Пейдж, – будет понимать, что вы имеете в виду, и выдавать именно то, что вам нужно».

Основная работа в Googleplex сейчас ведется в сфере искусственного интеллекта и перевода текстов с одного языка на другой. Брин и Пейдж надеются, что эта работа принесет свои плоды: позволит людям приобщиться к новым знаниям без каких-либо языковых, географических и технических барьеров.

С этой целью основатели привлекли в Googleplex большую группу профессионалов – несколько десятков бывших гендиректоров, сотни докторов наук, чемпионов США и мира по решению головоломок, участников Олимпийских игр, группу университетских профессоров и одного увенчанного лаврами режиссера.

Брин и Пейдж полагают, что в недалеком будущем пользователи получат доступ к огромным базам данных постоянно обновляемой информации как общественного, так и частного характера, которые в настоящее время в Интернете отсутствуют. В них будут храниться кинофильмы, теле – и радиопрограммы, картинки и тексты, телефонные разговоры и другие виды голосовой коммуникации, образовательные материалы и данные, полученные со спутников. Ребята также активно занимаются поиском экологически чистых источников энергии, с помощью которых можно было бы ускорить экономический рост компании. «У этих парней есть продуманная и красивая цель, – отмечает ректор Стэнфорда Джон Хеннесси. – Они работают на долгосрочную перспективу».

Один из самых интересных проектов Google предполагает проведение биологических и генетических исследований, которые могут привести к важным прорывам в медицине и других науках. Этим проектом Google, очень возможно, приблизит наступление эпохи персонализированной медицины, когда врачи, имея четкое представление о генетическом коде человека, будут разрабатывать для своих пациентов индивидуальное лечение, а не назначать им стандартные дозировки препаратов и стандартные же курсы лечения. Благодаря этому проекту появятся новые знания и новые лекарства. Люди с определенными генетическими особенностями получат информацию о том, какие лекарства или продукты питания им следует употреблять, а от каких стоит отказаться.

«Только задумайтесь над тем, что Google можно использовать и в сфере геномики, – говорит Хеннесси. – Огромные базы данных, море информации – эта наука очень нуждается в поисковых технологиях». Если индексировать всю эту информацию в Google, то открытия в сфере генетики не за горами. «Хотелось бы располагать поисковой системой, в которую уже включены геном человека и структура ДНК. Это лишь один из вариантов, когда так называемый «интеллектуальный поиск» может приносить реальные плоды. Спрос на него будет стабильно расти».

По словам доктора Алана Е. Гутмахера, заместителя директора Национального института исследований генома человека, использовать технологии Google в генетике однозначно стоит, поскольку, что касается изучения генов и генетических отклонений, поисковая система не имеет себе равных. Ее ресурсы могут применяться для анализа огромных массивов данных с миллиардами переменных, – массивов, обрабатывать которые ученые, занятые в лабораториях, не имеют возможности. На смену старому представлению о том, что ученый занимается только лабораторной работой, приходит новый образ: ученый у компьютера, имеющий дело с базами данных в Интернете, занимающийся моделированием в киберпространстве. «До недавнего времени главной задачей был сбор данных, – говорит Рутмахер. – Теперь назрела необходимость в их систематизации и оценке. Google играет в этом деле ключевую роль. Поисковик существенно ускоряет научную деятельность, меняет принципы работы. Очень скоро мы получим инструменты, которые позволят нам лучше понимать природу человеческих болезней и разработать новые способы их предупреждения и лечения».

В феврале 2005 года Сергей Брин и авторитетный биолог Крейг Вентер за обедом обсуждали перспективы применения технологии Google в генетике. Известный тем, что расшифровал геном человека, доктор Вентер теперь собирал образцы океанической фауны со всего мира и отправлял их на анализ ДНК. Несмотря на миллионы долларов и возможность работать с мощнейшими компьютерами, которые ему предоставило Министерство энергетики США, ученому, стремившемуся раскрыть молекулярные загадки жизни, не хватало ресурсов. Он полагал, что математики, ученые, инженеры и мощные процессоры Google могут оказать неоценимую помощь науке, а потому настойчиво убеждал Брина в необходимости подключить Google к своему проекту.

За одним столиком с ними сидел Райан Филан, генеральный директор DNA Direct, интернет-компании, специализирующейся на генетических тестах и консультациях по вопросам генетики. DNA Direct привлекает клиентов главным образом благодаря рекламе на Google. Ее объявления появляются на страницах с результатами поиска для словосочетаний «свертывание крови», «рак груди», «кистозный фиброз» и некоторых других. Брин, Вентер и Филан были в числе приглашенных на элитный обед в Cibo, модный итальянский ресторан в Монтерее (штат Калифорния). Брин пришел на обед в сопровождении Энн Войчицки. Ее сестра занимает в Google должность топ-менеджера, а сама Энн предпочитает вкладывать деньги в сферу здравоохранения. Рядом с ними сидел Джефф Безос – генеральный директор Amazon и один из первых инвесторов Google.

«Он <Вентер> все расспрашивал Сергея, как с помощью Google можно было бы обеспечить доступ к генетической информации, – вспоминает Филан. – Крейга интересовала только научная сторона вопроса, он то и дело вопрошал: «А что, если на Google будет храниться вся эта информация?» Интеллект Сергея привлекает к нему единомышленников. Он же пытался добиться от Крейга, как именно, по его мнению, можно использовать Google».

Google охотно спонсирует научную деятельность организаций и частных лиц. Так, какое-то время компания сотрудничала со Стэнфордским университетом, предоставляя вычислительные мощности в рамках научного проекта по изучению процесса свертывания белков. Процесс этот является одним из ключевых в биологии, однако ученые пока знают о нем очень мало. Некоторые считают, что неправильное свертывание белков ведет к серьезным заболеваниям – болезни Альцгеймера, Паркинсона, различным формам рака. Чтобы смоделировать этот процесс, ученые Стэнфорда использовали «свободное» время компьютеров, которые бесплатно предоставили частные лица и организации. Google также предлагала поучаствовать в стэнфордском проекте своим пользователям: когда они отсутствуют дома или спят, их компьютеры могут служить науке. Наличие дополнительных ресурсов памяти позволяло ускорить моделирование и анализ процесса свертывания белка. «Создать компьютерную модель даже самого простого белка очень сложно», – заметил Брин.

Вскоре после того разговора Брин и Пейдж начали работать с Вентером. Биолог получил доступ к техническим ресурсам и специалистам Google. Это, отметил он, позволит ускорить анализ молекулярной информации и существенно повысит вероятность новых открытий, как в прикладной медицине, так и в фундаментальных научных исследованиях. «Нам нужны мощнейшие компьютеры, – сказал Вентер. – Ларри и Сергея очень заинтересовали наши исследования, и они охотно предоставили нам процессоры, программистов и ученых, чтобы мы могли совершенствовать процесс анализа данных. Это говорит о том, насколько широко они мыслят. Генетическая информация – это информация, которая изменит мир. Мы совместно с Google работаем над созданием каталога генов, который содержал бы характеристики всех генов на планете и позволил бы получить четкое представление об их эволюции. Генетики стремились к этому в течение многих десятилетий».

Со временем, заметил Вентер, Google создаст базу генетической информации, будет ее анализировать и искать взаимозависимости для отдельных людей и групп. Она уже использует 30 тысяч генов, открытых Вентером и учеными из Национального института здоровья (НИЗ) в процессе работы над составлением карты генома человека. Двадцать шестого июня 2000 года ученые из государственных и частных научных центров собрались в Белом доме, чтобы объявить о том, что их соперничество в сфере составления карты генома человека завершилось вничью. Вскоре после этого они выложили всю собранную ими генетическую информацию в Интернете. А ведь не так давно исследователи предпочитали держать свои достижения за семью печатями.

Google же в честь пятидесятой годовщины открытия структуры ДНК украсила свой логотип на главной странице двойной спиралью.

Методики интеллектуального анализа данных, созданные Google, вполне можно было использовать для решения серьезных задач в области генетики. Компания приступила к работе над проектом, но она не была обязана обнародовать какую-либо информацию о нем, поскольку это не влияло на величину ее дохода и прибыли.

Брин, всерьез увлекшийся молекулярной биологией, всецело поглощен той ролью, которую Google может играть в исследованиях клеточных биологов и других ученых. «Они получили доступ к большим базам данных, которыми Google располагает сегодня, и к тем, которые у нас появятся через десять-двадцать лет, то есть получили возможность делать нечто абсолютно новое – то, о чем раньше не могли и мечтать». Значимость этого процесса сложно переоценить. Генетика далеко не всегда дает однозначные ответы на вопросы медиков, но она дает информацию и статистику, на которые можно опираться в процессе принятия решений.

«На сайте Google пользователи смогут получить представление об элементах своего организма, – отметил Вентер. – Что значит иметь некую вариацию в гене? Что о ней известно? Раньше лишь несколько десятков ведущих ученых занимались этим и разъясняли миру, что все это значит, а теперь, благодаря Google, будет несколько миллионов ученых. Google дала людям возможность искать и находить нужную информацию за считанные секунды, – продолжил Вентер. – Что же может быть важнее, чем понимать свою природу и ее связь с болезнями и особенностями поведения? С помощью Google вы сможете получить представление о собственных генах, для этого есть все возможности. Мы с Ларри и Сергеем обсудили все стороны проекта. Они действительно заинтересованы в его реализации». Стюарт Бренд, инженер и футурист, также присутствовавший на эпохальном обеде, назвал это партнерство «союзом, заключенным на небесах».

Вентер близко сошелся и с Ларри Пейджем. В апреле 2005 года Пейдж предложил Вентеру стать членом совета директоров фонда, спонсирующего строительство космических кораблей. Учредители фонда X Prize Foundation последовали примеру Раймонда Ортейга, в 1920-х годах установившего награду летчику, который первым совершит перелет из Нью-Йорка в Париж (ее обладателем, как известно, стал Чарльз Линдберг). Основной задачей фонда является стимулирование конкуренции с целью достижения прорывов в сфере космонавтики. С Google у них есть одна общая черта – концепция разработки инноваций малыми группами талантливых специалистов, имеющих доступ к огромным ресурсам.

Через несколько недель после того, как Google вышла на фондовую биржу, группа энтузиастов под началом Берта Рутэна из компании Mojave Aerospace Ventures, финансовую поддержку которой предоставлял один из основателей Microsoft Пол Аллен, совершила суборбитальный полет на первом в мире частном космическом корабле и в результате получила Ansari X Prize в размере 10 миллионов долларов. Пейдж, став членом совета директоров фонда в январе 2005 года, отметил, что «рад представившейся ему возможности сотрудничать с фондом, оказывающим содействие науке». Вентер же заявил, что для него большая честь стать членом совета директоров столь прогрессивной организации.

«Они стараются стимулировать конкуренцию в сфере космических полетов, – пояснил Пейдж. – У одного моего хорошего друга есть мечта – полететь на Марс. Он решил создать ракетостроительную компанию и преуспел в этом. Я отправил ему электронное письмо, в котором попросил познакомить меня с некоторой статистикой. Итак, сколько стоит поднять один фунт в космос? Главная статья расходов – это топливо, которое сжигает ракета. Вывод шаттла на орбиту в пересчете на один фунт поднимаемого им веса стоит от 10 до 20 тыс. долл. Теоретически нижний предел мог бы опуститься до 10-20 долл. за фунт. Для вас (то есть веса вашего тела) цифра, вероятно, соответствует стоимости дорогого авиабилета, не так ли? Как, по-вашему, сможем ли мы когда-нибудь понять, как приблизиться к этому уровню? Я думаю, да. Это станет серьезным прорывом и, наверное, позволит нам летать на Марс».

На Земле же Пейдж видит себя и Google активными участниками борьбы с голодом и нищетой, с которыми предлагает бороться, развивая предпринимательство, мелкий бизнес и благотворительность.

Особый интерес он проявляет к программам, в рамках которых людям в развивающихся странах предоставляются небольшие кредиты. «Мохаммед Юнус из Бангладеш уже выдал малоимущим людям микрокредиты на сумму более 2 млрд. долл. (по 160 долл. в одни руки). Эти деньги приносят ему реальную прибыль, – отметил он. – Я считаю, что одолеть бедность нам вполне по силам. Солист U-2 Боно более красноречив в этом вопросе, чем я, поэтому приведу вам его слова: «Африка нуждается не в разговорах, а в реальной помощи».

Среди других новшеств, внедрение которых Сергей и Ларри хотели бы приблизить, – производство доступного безотходного топлива, не загрязняющего окружающую среду. Источником такой энергии, вероятно, будет солнце. Это направление исследований особенно важно для Пейджа – он уже восемь лет занимается поиском источников дешевой электроэнергии для сотен тысяч компьютеров Google.

Многие надеются, что биологические исследования Вентера могут привести к открытию альтернативных видов топлива. Но Сергей, Ларри и его брат Карл за это время стали инвесторами Nanosolar, Inc. – калифорнийской компании, разрабатывающей солнечные батареи для коммерческого, бытового и общественного использования. Nanosolar специализируется на тонкопленочных солнечных батареях, основное преимущество которых заключается в том, что они прикрепляются к листам пластика, которыми потом можно покрывать крыши, стены и другие поверхности. Компания получила грант на сумму 10,5 млн. долл. от Агентства перспективных оборонных проектов, которое, кстати сказать, финансировало работы по созданию Интернета.

Учитывая то, что наличие (точнее, отсутствие) и стоимость электроэнергии – это один из факторов, которые могут замедлить рост Google, вложение средств Брином и Пейджем в Nanosolar и другие компании, работающие в сфере энергетики, представляется вполне логичным. Основатели также собираются вкладывать деньги в развитие беспроводного доступа в Интернет в различных районах земного шара. Генеральный директор Эрик Шмидт полагает, что его компания в конечном итоге охватит абсолютно все уголки планеты. «Вот вы можете спросить: а почему в Амазонии нет интернет-пользователей? Да потому, что там нет электроэнергии, – поясняет он. – Мы уже работаем над этой проблемой. И предоставим всем – даже жителям лесных дебрей – возможность заходить в Сеть. Нужно только обеспечить их электроэнергией и необходимым оборудованием».

Пока Брин, Пейдж и Google занимаются поиском новых источников энергии, Министерство энергетики США вкладывает большие средства в развитие генетики и биотехнологий. В частности, оно оказывает финансовую поддержку исследованиям Крейга Вентера, выделяя на эти цели до 80 млн. долл. ежегодно.

Сотрудники министерства прекрасно понимают, какую роль может играть Google в процессе решения самых масштабных и серьезных проблем планеты. Ари Патринос, координатор этого направления в Министерстве энергетики, – большой поклонник и постоянный пользователь Google, к поисковому серверу обращается по 100 раз на день. Патринос высоко ценит потенциал компании и считает ее сильным партнером в поиске экологически чистых источников энергии. И Министерство энергетики, и Google спонсируют исследования Вентера и других биологов, которые могут решить проблемы мирового масштаба. «Google сейчас занимает свою нишу и в биологии. Сомневаюсь, что наше правительство в этой области сделало столько же, сколько Google, – говорит Патринос. – Мы неустанно говорим о пользе использования в научных исследованиях мощных процессоров, a Google это делает. До недавнего времени эта концепция большинству биологов была чужда. Расшифровка генома человека дала огромное количество информации, которую нужно проанализировать, обработать и затем использовать на благо человечества. По исковые системы чрезвычайно важны для обработки биологических данных: только с их помощью мы сможем воспользоваться всем этим сокровищем. Сегодня поисковики могут выявлять функциональные элементы отдельных генов и белков. И это не просто слепой поиск: отдельные компоненты такого программного обеспечения сродни искусственному интеллекту».

Патринос живет в Роквилле (штат Мэриленд), по соседству с доктором Франсисом Коллинзом – директором Национального института исследований генома человека при Национальном институте здоровья. Он поддерживает тесные рабочие отношения с Вентером и пользуется всеобщим доверием. Если для НИЗ первостепенное значение имеет здоровье людей, то для Патриноса задачей номер один является анализ ДНК животных и растений: это основа для выработки способов восстановления и очистки территорий, загрязненных токсичными веществами, и создания безотходных видов топлива. Именно он был инициатором примирения ученых из частных и государственных научных центров, совместно объявивших, что карта генома человека открыта.

Патринос, родившийся в Афинах и получивший степень доктора механики и астрономии Северо-Западного университета, занимает должность директора Управления биологических и экологических исследований при Министерстве энергетики. Он стремится свести воедино технологии и биологические исследования и с помощью Google ответить на вопросы, которые ставит новая эпоха.

По словам Патриноса, у Google есть все возможности, чтобы объяснить людям предназначение генов. Учитывая комплексный характер генетических изменений, необходимо использовать такие мощные процессоры, которые позволяют моделировать процессы, происходящие внутри клетки. «Поисковые серверы хороши тем, что они могут «прочесывать» базы данных, открывать разного рода взаимосвязи и давать ответы на вопросы ученых. Эту информацию можно использовать на производстве или в растущей сфере промышленных и природоохранных биотехнологий. Google работает над своей версией представления этих данных».

Патринос очень симпатизирует Google. «С ее помощью я нашел коллег, с которыми не виделся сорок лет. Один из них сейчас работает в Нигерии, второй – во Франции, а третий – в Австралии. Если бы не Google, я бы их никогда не нашел».

У Google есть и другие сторонники в правительстве. Их помощь в скором времени очень пригодится, ведь компания по-прежнему растет и расширяется. Сила и масштабы рождают недоверие, и неудивительно, что призывы конкурентов и недоброжелателей к введению ограничивающих санкций звучат все громче. Google уже столкнулась с яростным сопротивлением со стороны отдельных лиц и организаций, полагающих, что компания ущемляет их права. После того как ряд издателей представили юридические доказательства, она решила приостановить сканирование библиотечных книг, защищенных авторским правом. К тому же, принимая во внимание то, что в индексе ресурса хранится информация о миллионах пользователей, ее далеко идущие интересы в области генетики и биологии наверняка вызовут у общественности обеспокоенность относительно этики и права на частную жизнь, которая будет иметь политический подтекст. Но вот Шерон Терри, президент ассоциации «Генетический альянс» со штаб-квартирой в Вашингтоне, выступает на стороне Google.

Терри заинтересовалась генетикой в 1994 году, когда у двух ее сыновей диагностировали редкую болезнь, которая вызывает преждевременное старение. Она искала информацию из авторитетных источников и людей, оказавшихся в аналогичной ситуации. Когда появилась Google, она смогла отыскать в Интернете нужные группы новостей и доски объявлений. «Благодаря Google я смогла установить контакт с другими людьми», – говорит Терри. Ее младшему сыну недавно исполнилось 16 лет, а старшему– 17.

По образованию Терри религиовед, у нее огромный практический опыт в изучении религий и культов. Но теоретизированием и научной работой она никогда не занималась, а теперь каждый день заходит на Google, чтобы быть в курсе всех новостей и информации о генетических исследованиях. Если, скажем, венгерская ассоциация выложила в Сети доклад, посвященный данной болезни, она за считанные секунды находит его. «С помощью Google я могу быстро отыскать специализированную информацию, – отмечает Терри. – Этот механизм дает возможность дилетанту подковаться по интересующей его теме и затем подключиться к ее обсуждению».

Цель Терри как профессионала и главы «Генетического альянса» – сделать ассоциацию главным координационным центром для людей, ищущих информацию о генетике. Она сознательно дистанцировалась от политической конъюнктуры, что позволяет ей поддерживать контакты с учеными, разработчиками стратегий и руководителями фармацевтических фирм. В «Генетический альянс» ежедневно поступает множество вопросов. При поиске ответов на них Терри и другие сотрудники ассоциации активно пользуются Google и Google Scholar. Десять лет назад, вспоминает она, заниматься этим было гораздо сложнее, поскольку тогдашние поисковые серверы не обладали таким охватом и способностью выдавать результаты по степени убывания их соответствия запросу. «Никакая другая поисковая система не сравнится с Google по части предоставления нужной информации, – отмечает Терри. – Наша работа заключается в том, чтобы соединять отдельные элементы, a Google делает это просто замечательно. Когда к нам обращаются со словами «меня интересует такая-то болезнь», мы первым делом вводим запрос на Google. Помню, десять лет назад, когда индексы поисковых систем были не слишком большими, чтобы найти то, что нужно, приходилось перерывать горы всякого мусора. Эффективность работы нашей организации с тех пор существенно выросла – благодаря Интернету и хорошим поисковым серверам. Я уже не могу себе представить мир без Google».

Брин и Пейдж хотят еще упростить процесс поиска информации. Их амбиции и идеи, временами кажущиеся абсолютно нереальными, не ограничиваются одной лишь Google. И пусть сегодня многие рассматривают Google и Интернет как единое целое, Брин и Пейдж видят возможности для дальнейшего сближения человека и поисковой системы.

«Почему бы не усовершенствовать человеческий мозг? – риторически вопрошает Брин. – Наверное, многие захотят иметь большие ресурсы памяти. Возможно, в будущем мы выпустим многократно уменьшенную версию Google, которую можно будет подключать к мозгу. Только представьте себе: вам будет доступна любая информация!»