5.3.2 Foldit

Foldit er próteinbrjóta leikur sem gerir öðrum sérfræðingum kleift að taka þátt á þann hátt sem er gaman.

Netflix-verðlaunin, en áberandi og skýr, lýsir ekki alls kyns opnum símtalum. Til dæmis, í Netflix verðlaunin voru flestir alvarlegir þátttakendur með margra ára þjálfun í tölfræði og vélnám. En, opið símtal verkefni geta einnig falið í sér þátttakendur sem hafa ekki formlega þjálfun, eins og sýnt var af Foldit, próteinbrjóta leik.

Próteinbrot er ferlið þar sem keðja amínósýra tekur á sig lögun. Með betri skilningi á þessu ferli geta líffræðingar hannað prótein með sérstökum formum sem hægt væri að nota sem lyf. Einfalda frekar, prótein hafa tilhneigingu til að fara í lægsta orku stillingu þeirra, stillingar sem jafnvægi hinna ýmsu ýtir og dregur inn í próteinið (mynd 5.7). Þannig að ef vísindamaður vill spá fyrir um hvaða formi prótein mun brjóta, þá hljómar lausnin einföld: Reyndu bara allar mögulegar stillingar, reikna orku sína og spá því að próteinið muni brjóta niður í lægsta orku stillingu. Því miður er að reyna að mögulegar stillingar séu computationally ómögulegar vegna þess að það eru milljarðar og milljarðar hugsanlegra stillinga. Jafnvel með öflugustu tölvum sem til eru í dag - og í fyrirsjáanlegu framtíðinni er ekki hægt að vinna. Þess vegna hafa líffræðingar þróað mörg snjall algrím til að leita að lægstu orku stillingu á skilvirkan hátt. En þrátt fyrir mikið magn af vísindalegum og computational átaki eru þessar reikniritir enn langt frá fullkomnum.

Mynd 5.7: Próteinbrot. Mynd með leyfi "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .

David Baker og rannsóknarhópur hans við University of Washington voru hluti af samfélagi vísindamanna sem vinna að því að búa til tölvunarfræðilegar aðferðir við að brjóta saman prótein. Í einu verkefni, Baker og samstarfsmenn þróað kerfi sem leyft sjálfboðaliðum að gefa ónotaðan tíma á tölvum sínum til að hjálpa uppgerð á próteinbrotum. Í staðinn, sjálfboðaliðar gætu horft á screensaver sem sýnir próteinbrotið sem átti sér stað á tölvunni sinni. Nokkrir af þessum sjálfboðaliðum skrifuðu til Baker og samstarfsmanna sem segja að þeir hugsanir sem þeir gætu bætt á árangur tölvunnar ef þeir voru gætu tekið þátt í útreikningi. Og þannig byrjaði Foldit (Hand 2010) .

Foldit snýr að því að prótein brjóta saman í leik sem hægt er að spila af einhverjum. Frá sjónarhóli leikmanna virðist Foldit vera ráðgáta (mynd 5.8). Leikmenn eru kynntir með þrívíðu tangle af prótein uppbyggingu og geta framkvæmt aðgerðir - "klip", "wiggle", "rebuild" - það breytir lögun sinni. Með því að framkvæma þessar aðgerðir breytir leikmenn lögun próteinsins, sem aftur eykur eða dregur úr stigum þeirra. Skýringin er reiknuð út frá orkustigi núverandi stillingar; lægri orku stillingar leiða til hærra stig. Með öðrum orðum hjálpar skora leiðbeiningum leikmanna þegar þeir leita að lág-orku stillingar. Þessi leikur er aðeins mögulegur vegna þess að eins og að spá fyrir um kvikmyndatölur í Netflix-verðlaunapróteininu er einnig aðstæðum þar sem auðveldara er að athuga lausnir en búa til þau.

Mynd 5.8: Leikskjár fyrir Foldit. Framleitt með leyfi frá http://www.fold.it.

Glæsileg hönnun Foldit gerir leikmenn með litla formlega þekkingu á lífefnafræði kleift að keppa við bestu reiknirit sem hönnuð eru af sérfræðingum. Þó að flestir leikmenn séu ekki sérstaklega góðir í verkefninu, þá eru nokkrir einstakir leikmenn og lítill hópur leikmanna sem eru framúrskarandi. Raunveruleg samkeppni á milli Foldit leikmanna og algrímskönnunarinnar skapaði leikmenn betri lausnir fyrir 5 af 10 próteinum (Cooper et al. 2010) .

Foldit og Netflix verðlaunin eru mismunandi á margan hátt, en þeir taka bæði í sér opna símtöl fyrir lausnir sem auðveldara er að athuga en búa til. Nú munum við sjá sömu uppbyggingu í enn annarri ólíku umhverfi: einkaleyfalaga. Þetta síðasta dæmi um opið símtal vandamál sýnir að þessi nálgun er einnig hægt að nota í stillingum sem eru ekki augljóslega unnt að mæla.