5.3.2 Foldit

Foldit adalah panggilan terbuka cantik kerana ia membolehkan bukan pakar untuk mengambil bahagian dengan cara yang menyeronokkan.

The Netflix Hadiah, manakala anggun dan jelas, tidak menggambarkan rangkaian penuh projek panggilan terbuka. Sebagai contoh, di dalam Hadiah Netflix kebanyakan peserta yang serius mempunyai tahun latihan dalam statistik dan pembelajaran mesin. Tetapi, projek panggilan terbuka juga boleh melibatkan peserta yang tidak mempunyai latihan formal, seperti yang digambarkan oleh Foldit, permainan lipatan protein.

Protein lipatan adalah proses di mana rantaian asid amino mengambil bentuknya. Dengan pemahaman yang lebih baik daripada proses ini, ahli-ahli biologi boleh mereka bentuk protein dengan bentuk tertentu yang boleh digunakan sebagai ubat. Memudahkan agak sedikit, protein cenderung untuk berpindah ke konfigurasi tenaga terendah, konfigurasi yang mengimbangi pelbagai tolakan dan menarik dalam protein (Rajah 5.7) ini. Jadi, jika seorang penyelidik mahu meramalkan apa bentuk ke dalam mana protein yang akan kali ganda, penyelesaian bunyi mudah: hanya cuba semua konfigurasi mungkin, mengira tenaga mereka, dan meramalkan bahawa protein akan melipat ke dalam konfigurasi tenaga yang paling rendah. Malangnya, kuasa ini pendekatan kasar yang melibatkan cuba semua konfigurasi mungkin adalah computationally mustahil kerana terdapat berbilion-bilion konfigurasi berpotensi. Walaupun dengan komputer yang paling berkuasa yang terdapat hari ini dan berkuat kuasa masa depan-kasar yang diramal akan hanya tidak akan berfungsi. Oleh itu, ahli-ahli biologi telah membangunkan pelbagai algoritma pandai cekap mencari konfigurasi tenaga yang paling rendah. Tetapi, walaupun sejumlah besar usaha saintifik dan pengiraan, algoritma ini masih jauh dari sempurna.

Rajah 5.7: Protein lipatan. Image telah dicipta dan diletakkan ke dalam domain awam oleh "DrKjaergaard". Sumber: Wikimedia Commons .

David Baker dan kumpulan penyelidikan di University of Washington adalah sebahagian daripada komuniti saintis berusaha membangunkan pendekatan pengiraan lebih baik untuk lipatan protein. Dalam usaha untuk mengesan apa yang berlaku manakala algoritma mereka telah cranking jauh, Baker dan kumpulannya kadang-kadang akan menonton skrin saver yang digambarkan kemajuan algoritma mereka. Semasa menonton penggambaran ini, Baker mula tertanya-tanya sama ada ia akan menjadi mungkin bagi manusia untuk membantu dalam proses ini, dan dengan itu bermula Foldit, panggilan terbuka kreatif dan cantik (Hand 2010) .

Foldit bertukar proses lipatan protein ke dalam permainan yang boleh dimainkan oleh sesiapa pun. Dari perspektif pemain, Foldit muncul untuk menjadi teka-teki (Rajah 5.8). Pemain dibentangkan dengan kusut tiga dimensi struktur protein dan boleh melakukan operations- "tweak", "bergoyang", "membina semula" iaitu menukar bentuknya. Dengan melakukan operasi ini pemain mengubah bentuk protein, yang dalam kenaikan seterusnya atau berkurangan skor mereka. Kritikal, skor dikira berdasarkan tenaga peringkat konfigurasi semasa; konfigurasi rendah tenaga menyebabkan skor yang lebih tinggi. Dalam erti kata lain, skor yang membantu membimbing pemain kerana mereka mencari konfigurasi-tenaga yang rendah. Permainan ini adalah hanya boleh dilakukan kerana-sama seperti meramalkan penilaian filem dalam Netflix Hadiah-protein lipatan juga situasi di mana ia adalah lebih mudah untuk memeriksa penyelesaian daripada menjana mereka.

Rajah 5.8: Permainan skrin untuk Foldit.

reka bentuk yang elegan Foldit ini membolehkan pemain dengan pengetahuan formal sedikit biokimia untuk bersaing dengan algoritma yang terbaik yang direka oleh pakar-pakar. Walaupun kebanyakan pemain tidak begitu cekap dalam menjalankan tugas, terdapat beberapa pemain dan pasukan kecil pemain yang luar biasa. Malah, dalam pertandingan kepala-kepala untuk meramalkan struktur 10 protein tertentu, pemain Foldit dapat mengalahkan state-of-the-art algoritma protein lipatan lima kali (Cooper et al. 2010) .

Foldit dan hadiah Netflix adalah berbeza dalam banyak cara, tetapi mereka kedua-duanya melibatkan panggilan terbuka untuk mencari penyelesaian yang lebih mudah untuk memeriksa daripada menjana. Sekarang, kita akan dapat melihat struktur yang sama dalam suasana satu lagi yang sangat berbeza: undang-undang paten. Contoh terakhir masalah panggilan terbuka menunjukkan bahawa mereka juga boleh digunakan dalam persekitaran yang tidak jelas bersetuju dengan kuantifikasi.