5.3.2 Foldit

Foldit yn galwad agored hardd gan ei fod yn galluogi nad ydynt yn arbenigwyr i gymryd rhan mewn ffordd sy'n hwyl.

Mae Gwobr Netflix, tra atgofus ac yn glir, nid yw'n dangos yr ystod lawn o brosiectau galwad agored. Er enghraifft, yn y Wobr Netflix Roedd gan y rhan fwyaf o'r cyfranogwyr difrifol blynedd o hyfforddiant mewn ystadegau a dysgu peiriant. Ond, gall prosiectau galwad agored hefyd yn cynnwys cyfranogwyr sydd heb unrhyw hyfforddiant ffurfiol, fel y dangosir gan Foldit, gêm plygu protein.

Protein plygu yw'r broses lle mae cadwyn o asidau amino yn cymryd ar ei siâp. Gyda gwell dealltwriaeth o'r broses hon, gallai biolegwyr ddylunio proteinau gyda siapiau penodol y gellid eu defnyddio fel meddygaeth. Symleiddio gryn dipyn, proteinau yn tueddu i symud at eu cyflunio ynni isaf, ffurfwedd sy'n cydbwyso gwahanol gwthio a thynnu yn y protein (Ffigur 5.7). Felly, os ymchwilydd eisiau i ragweld pa siâp i mewn i y bydd protein plygu, yr ateb yn swnio'n syml: dim ond roi cynnig ar bob ffurfweddau posibl, cyfrifo eu hegni, ac yn rhagweld y bydd y protein plygu i mewn i'r cyfluniad ynni isaf. Yn anffodus, mae'r dull 'n ysgrublaidd dreisio hon sy'n golygu ceisio pob ffurfweddau posibl yn computationally amhosibl oherwydd mae biliynau a biliynau o ffurfweddau posibl. Hyd yn oed gyda'r cyfrifiaduron mwyaf pwerus sydd ar gael heddiw-ac yn yr heddlu dyfodol rhagweladwy-n Ysgrublaidd yn unig yn mynd i weithio. Felly, biolegwyr wedi datblygu nifer o algorithmau clyfar i chwilio effeithlon ar gyfer y cyfluniad ynni isaf. Ond, er gwaethaf symiau enfawr o ymdrech wyddonol a chyfrifiannol, algorithmau hyn yn dal i fod ymhell o fod yn berffaith.

Ffigur 5.7: Protein plygu. Image ei greu a'i osod mewn parth cyhoeddus gan "DrKjaergaard". Ffynhonnell: Wikimedia Commons .

Roedd ei grŵp ymchwil ym Mhrifysgol Washington David Baker a rhan o gymuned wyddonwyr yn gweithio i ddatblygu gwell dulliau cyfrifiannol i plygu protein. Er mwyn olrhain yr hyn oedd yn digwydd tra bod eu algorithmau yn cranking i ffwrdd, byddai Baker a'i grŵp yn achlysurol gwylio sgrîn-arbedwr sy'n dychmygu cynnydd eu algorithmau. Wrth wylio visualizations hyn, dechreuodd Baker meddwl tybed a fyddai'n bosibl i fodau dynol i helpu yn y broses, ac felly dechreuodd Foldit, galwad agored greadigol a hardd (Hand 2010) .

Foldit troi y broses o plygu protein yn gêm y gellir ei chwarae gan unrhyw un. O safbwynt y chwaraewr, ymddengys Foldit i fod yn pos (Ffigur 5.8). Chwaraewyr yn cael eu cyflwyno gyda clwm tri-dimensiwn o adeiledd protein ac yn gallu perfformio operations- "tweak", "wiggle", "Ailgodi" -bod yn newid ei siâp. Trwy berfformio gweithrediadau hyn chwaraewyr yn newid siâp y protein, sydd yn ei dro yn cynyddu neu'n gostwng eu sgôr. Yn allweddol, y sgôr ei gyfrifo yn seiliedig ar y lefel ynni y cyfluniad presennol; ffurfweddau is-ynni yn arwain at sgôr uwch. Mewn geiriau eraill, y sgôr yn helpu i arwain y chwaraewyr wrth iddynt chwilio am ffurfweddau ynni isel. Mae'r gêm hon yn bosib dim ond oherwydd bod-yn union fel ragfynegi graddau ffilm yn y Netflix plygu Gwobr-protein hefyd sefyllfa lle mae'n haws i wirio atebion nag cynhyrchu nhw.

Ffigur 5.8: sgrin gêm i Foldit.

gynllun cain Foldit yn galluogi chwaraewyr gydag ychydig o wybodaeth ffurfiol biocemeg i gystadlu gyda'r algorithmau gorau a gynlluniwyd gan arbenigwyr. Er nad yw'r rhan fwyaf o chwaraewyr yn arbennig o dda yn y dasg, mae ychydig o chwaraewyr a thimau bach o chwaraewyr sydd yn eithriadol. Yn wir, mewn cystadleuaeth pen-i-ben i ragweld y strwythur o 10 proteinau penodol, chwaraewyr Foldit yn gallu curo y wladwriaeth-of-the-celf algorithmau plygu protein bum gwaith (Cooper et al. 2010) .

Foldit a gwobr Netflix yn wahanol mewn sawl ffordd, ond mae'r ddau yn cynnwys galwadau ar agor am atebion sy'n haws i wirio na chynhyrchu. Yn awr, byddwn yn gweld yr un strwythur mewn lleoliad arall eto yn wahanol iawn: cyfraith patent. Mae'r enghraifft olaf o broblem galwad agored yn dangos y gallant hefyd gael eu defnyddio mewn lleoliadau nad ydynt yn amlwg yn agored i meintoliad.