5.3.2 Foldit

Foldit on ilus avalikul konkursil, sest see võimaldab mitte-eksperdid osaleda nii, et on lõbus.

Netflixi auhind, samas köitvad ja selge, ei illustreeri kõiki avalikul konkursil projekte. Näiteks Netflix preemia enamik tõsiseid osalejatel oli aastaid koolitust statistika ja masinõpe. Aga avalikul konkursil projektid võivad hõlmata ka osalejad, kes ei ole ametlikku koolitust, nagu illustreerib Foldit, valk kokkuklapitavad mängu.

Protein voltimine on protsess, mille kaudu aminohapete ahel võtab oma kuju. Tänu paremale mõistmisele Selle protsessi bioloogide võiks kujundada valgud erikujustustega et saaks kasutada meditsiinis. Lihtsustamine üsna vähe, valgud liiguvad madalaimale energia konfiguratsiooni konfiguratsiooni, mis tasakaalustab erinevate tõugete ja tõmbab valgu sees (joonis 5.7). Niisiis, kui uurija tahab ennustada, milline kuju, millesse valgu foldivad lahendus kõlab lihtne: lihtsalt proovida kõiki võimalikke konfiguratsioone, arvutada oma energia ja ennustada, et valk kokkukeerduvad soodsat energia konfiguratsioonis. Kahjuks see jõuvõtete lähenemisviisi, mis hõlmab üritavad kõik võimalikud konfiguratsioonid on arvutuslikult võimatu, sest seal on miljardid potentsiaalsed koosseisudes. Isegi kõige võimsam arvutid täna-ja lähitulevikus-jõuvõtete lihtsalt ei hakka tööle. Seetõttu bioloogid on välja töötanud mitmeid nutikaid algoritme tõhusalt otsida madalaima energiaga konfiguratsioon. Kuid vaatamata tohutute teadus- ja arvutuslikke vaeva, need algoritmid on veel kaugel täiuslikkusest.

Joonis 5.7: valkude voltimise. Pilt loodi ja viiakse üldkasutatav poolt "DrKjaergaard". Allikas: Wikimedia Commons .

David Baker ja tema uurimisrühm Washingtoni ülikooli kuulusid teadlasi töötab välja töötada paremaid arvutuslik lähenemine valkude voltimise. Selleks, et jälgida, mis juhtub, kui nende algoritmide väntamine ära, Baker ja tema rühm oleks aeg-ajalt vaadata ekraanisäästja, mis visualiseeritud edu oma algoritme. Kuigi vaadates neid visualiseerimine, Baker hakkasin mõtlema, kas oleks võimalik inimestele, et aidata protsessis, ja seega algas Foldit, loominguline ja ilus avatud konkursi (Hand 2010) .

Foldit pöördub protsess valkude voltimise arvesse mängu, mida saab mängida igaüks. Alates perspektiivi mängija, Foldit tundub olevat puzzle (joonis 5.8). Mängijad esitatakse koos kolmemõõtmelise sasipundar valgu struktuuri ja saab sooritada tegevuspõhise "näpistama", "kõigutama", "taastada" -See muuta oma kuju. Täites need toimingud mängijad kuju muutmiseks valgu, mis omakorda suurendab või vähendab oma skoor. Kriitiliselt, skoor on arvutatud energia tasemel praeguse konfiguratsiooni; madalama energiaga koosseisudes kaasa kõrgemad hinded. Teiste sõnadega, tulemus aitab suunata mängijad, kui nad otsivad madala energiakuluga koosseisudes. See mäng on võimalik ainult seetõttu, nagu ennustavad filmi reitingud Netflix preemia valkude voltimise on ka olukord, kus see on lihtsam kontrollida lahendusi kui luua neile.

Joonis 5.8: Mäng ekraan Foldit.

Foldit elegantne disain võimaldab mängijatel vähe formaalset teadmisi biokeemia konkureerida parim algoritme mõeldud eksperdid. Kuigi enamik mängijaid ei ole eriti hea ülesanne, seal on mõned mängijad ja väike meeskonna mängijat, kes on erandlik. Tegelikult on pea-to-head konkurentsi ennustada struktuuri 10 proteiinid, Foldit mängijad suutsid võita state-of-the-art valkude voltimise algoritme viis korda (Cooper et al. 2010) .

Foldit ja Netflix auhinna erinevad mitmeti, kuid nad mõlemad hõlmavad avatud nõuab lahendusi, mis on lihtsam kontrollida kui tekitada. Nüüd näeme sama struktuuri järjekordne väga erinev seadistus: patendiseaduse. See viimane näide avalikul konkursil probleem näitab, et nad võivad kasutada ka sätteid, mis ei ole ilmselt alluvad kvantitatiivne.