5.3.2 Foldit

Foldit është një lojë e palosshme e proteinave që u mundëson jo-ekspertëve të marrin pjesë në një mënyrë që është argëtuese.

Çmimi Netflix, ndërkohë që është tërheqës dhe i qartë, nuk ilustron gamën e plotë të projekteve të thirrjeve të hapura. Për shembull, në çmimin Netflix pjesa më e madhe e pjesëmarrësve të rëndë kishte vite trajnimi në statistikë dhe mësim në makinë. Por, projektet e thirrjeve të hapura mund të përfshijnë gjithashtu pjesëmarrësit që nuk kanë trajnim formal, siç u ilustrua nga Foldit, një lojë e mbipopullimit të proteinave.

Folding proteinës është procesi përmes të cilit një zinxhir i aminoacideve merr formën e saj. Me një kuptim më të mirë të këtij procesi, biologët mund të hartonin proteina me forma specifike që mund të përdoreshin si ilaçe. Thjeshtimi mjaft i vogël, proteinat priren të lëvizin në konfigurimin e tyre më të ulët të energjisë, një konfigurim që balancon shtytjet e ndryshme dhe tërheq brenda proteinës (figura 5.7). Pra, nëse një studiues dëshiron të parashikojë formën në të cilën një proteinë do të dele, zgjidhja duket e thjeshtë: vetëm provoni të gjitha konfigurimet e mundshme, llogarisni energjitë e tyre dhe parashikoni që proteina të del në konfigurimin më të ulët të energjisë. Për fat të keq, duke u përpjekur të gjitha konfigurimet e mundshme është e pamundur në mënyrë llogaritëse sepse ka miliarda dhe miliarda konfigurime potenciale. Edhe me kompjuterët më të fuqishëm të disponueshëm sot, dhe në të ardhmen e afërt, forca brutale nuk do të funksionojë. Prandaj, biologët kanë zhvilluar shumë algoritme të mençura për të kërkuar në mënyrë efikase konfigurimin më të ulët të energjisë. Por, pavarësisht sasive masive të përpjekjeve shkencore dhe kompjuterike, këto algoritme janë akoma larg përsosmërisë.

Figura 5.7: Mbajtja e proteinave. Foto mirësjellje e "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .

David Baker dhe grupi i tij kërkimor në Universitetin e Uashingtonit ishin pjesë e komunitetit të shkencëtarëve që punonin për të krijuar qasje kompjuterike për palosjen e proteinave. Në një projekt, Baker dhe kolegët zhvilluan një sistem që u lejoi vullnetarëve të dhurojnë kohë të papërdorur në kompjuterët e tyre për të ndihmuar në mbështjelljen e proteinave simuluese. Në kthim, vullnetarët mund të shikojnë një screensaver që tregon palosjen e proteinave që po ndodhte në kompjuterin e tyre. Disa nga këto vullnetarë i shkruan Baker dhe kolegë duke thënë se ata mendonin se ata mund të përmirësonin punën e kompjuterit nëse do të mund të përfshiheshin në llogaritjen. Dhe kështu filloi Foldit (Hand 2010) .

Foldit e kthen procesin e mbingarkimit të proteinave në një lojë që mund të luhet nga çdokush. Nga këndvështrimi i lojtarit, Foldit duket të jetë një mister (figura 5.8). Lojtarët paraqiten me një strukturë tre-dimensionale të strukturës së proteinave dhe mund të kryejnë operacione - "shkulje", "luaj", "rindërtim" - që ndryshojnë formën e saj. Duke kryer këto operacione lojtarët ndryshojnë formën e proteinës, e cila nga ana e tyre rrit ose ul rezultatin e tyre. Kritikisht, rezultati llogaritet në bazë të nivelit të energjisë të konfiguracionit aktual; konfigurimet me energji më të ulët rezultojnë në rezultate më të larta. Me fjalë të tjera, rezultati ndihmon në udhëzimin e lojtarëve ndërsa kërkojnë konfigurime të ulëta të energjisë. Kjo lojë është e mundur vetëm sepse-ashtu si parashikimi i vlerësimeve të filmit në xhiron e Çmimit Netflix është gjithashtu një situatë ku është më e lehtë për të kontrolluar zgjidhjet sesa t'i gjenerojnë ato.

Figura 5.8: Ekrani i lojës për Foldit. Riprodhuar me leje nga http://www.fold.it.

Dizajni elegant Foldit i mundëson lojtarëve me pak njohuri formale të biokimisë për të konkurruar me algoritmet më të mira të hartuara nga ekspertët. Ndërsa shumica e lojtarëve nuk janë veçanërisht të mirë në detyrë, ka disa lojtarë individualë dhe skuadra të vogla lojtarësh që janë të jashtëzakonshëm. Në fakt, në një konkurrencë kokë më kokë mes lojtarëve Foldit dhe algoritmeve më të fundit, lojtarët krijuan zgjidhje më të mira për 5 nga 10 proteina (Cooper et al. 2010) .

Foldit dhe çmimi Netflix janë të ndryshme në shumë mënyra, por ato të dy përfshijnë thirrje të hapura për zgjidhje që janë më të lehta për t'u kontrolluar sesa për të gjeneruar. Tani, ne do të shohim të njëjtën strukturë në një mjedis tjetër shumë të ndryshëm: ligji i patentave. Ky shembull i fundit i një problemi të thirrjes së hapur tregon se kjo qasje mund të përdoret gjithashtu në parametrat që nuk janë të dukshëm të përshtatshme për përcaktimin e sasisë.