Компютърна игра в полза на науката/ Gaming for science

Протеините, или белтъци, изпълняват основните жизнени функции в клетките, от изграждане на вирусните обвивки, до транспорта на хранителни вещества и превръщането им в енергия. Дългите вериги аминокиселини, които изграждат всеки протеин трябва да се сгънат в сложна триизмерна структура, която им позволява да общуват с други молекули в клетката и да изпълняват правилно ролята си. Знанията ни за тези структури могат да помогнат в произвеждането на нови лекарства, чиято мишена са протеини в заразни микроорганизми (като някои антибиотици) или в намирането на лечение за много болести, при които важни протеини са погрешно сгънати.

Предсказването на „правилната” структура на даден протеин на базата на милиони възможни сгъвания обаче е сложен процес, който затруднява дори мощни суперкомпютри. Някои компютърни програми използват серии от опити и грешки за да се доближат до правилните решения. В Университета във Вашингтон (University of Washington) лабораторията на Дейвид Бейкър използва друг подход – учените създават компютърната игра Foldit („сгъни го” на английски), и оставят сгъването в ръцете на играчи, които често нямат никакви познания по биохимия. Целта на играта е нанизът от аминокиселини на реални протеини с неразгадана досега структура да се сгъне възможно най-компактно, един от основните принципи за правилното функциониране на тези вещества. Най-добрите решения на състезателите във Foldit се доразвиват в лабораторията на проф. Бейкър. През септември тази година, групата изследователи публикуват структура на вирусен протеин, която е затруднявала учените с десетилетия, а с помощта на Foldit е решена за няколко седмици. 

Proteins are essential components of every cell that help in key processes, such as the building of a viral shell, or the transport of nutrients and converting them into energy. To be able to properly do their job, the long chains of amino acids which make up a protein need to folded into the correct 3D structure. Knowing what these structures look like can help us design new drugs that target proteins in infectious microorganisms (this is how many antibiotics work) or find cure for diseases in which important proteins are not folded correctly.

The prediction of the correct protein structure is a complicated task even for supercomputers, given the millions of possibilities in which an amino acid chain can fold. Some software use a series of trial and error to get to the right answer. At the University of Washington, ProfessorDavid Baker and his team are taking a different approach. They have designed an online game called Foldit and have left the folding process in the hands of players who often don’t have any background in biochemistry. The aim of Foldit is to fold the strings of amino acids of real proteins with yet unsolved structures into the most compact conformation possible. The best players’ solutions are further developed in the Baker lab. In September, the group published a paper on the structure of a viral protein, which scientists have worked on for decades, but was solved in a few weeks with the collective effort of Foldit players.