5.3.2 Foldit

Foldit ni mchezo wa protini-upakiaji ambao huwezesha wasio wataalam kushiriki katika njia ambayo ni ya kujifurahisha.

Tuzo la Netflix, wakati linapokataa na wazi, halionyeshe mipangilio kamili ya miradi ya simu ya wazi. Kwa mfano, katika tuzo ya Netflix wengi washiriki waliokuwa na umri wa miaka ya mafunzo katika takwimu na kujifunza mashine. Lakini, miradi ya simu ya wazi inaweza pia kuhusisha washiriki ambao hawana mafunzo rasmi, kama ilivyoonyeshwa na Foldit, mchezo wa kupunja protini.

Kupunzika kwa protini ni mchakato kupitia mlolongo wa amino asidi inachukua sura yake. Kwa ufahamu bora wa mchakato huu, wanabiolojia wanaweza kuunda protini na maumbo maalum ambayo inaweza kutumika kama madawa. Kupunguza kidogo kabisa, protini huwa na hoja ya usanidi wao wa chini-nishati, usanidi unaofanana na pushes mbalimbali na huchota ndani ya protini (Fungu la 5.7). Kwa hivyo, kama mtafiti anataka kutabiri sura ambayo protini itaendelea, suluhisho linaonekana rahisi: jaribu tu maandamano yote iwezekanayo, uhesabu nguvu zao, na utabiri kwamba protini itaendelea kwenye muundo wa chini kabisa wa nishati. Kwa bahati mbaya, kujaribu mipangilio yote iwezekanavyo ni vigumu kwa hesabu kwa sababu kuna mabilioni na mabilioni ya maandalizi ya uwezekano. Hata pamoja na kompyuta zilizo na nguvu zaidi zinazopatikana leo-na katika nguvu inayoonekana ya wakati ujao sio kwenda kufanya kazi. Kwa hiyo, wanaiolojia wameunda algorithms nyingi za ujanja ili kutafuta ufanisi wa usanidi wa chini kabisa. Lakini, licha ya kiasi kikubwa cha jitihada za sayansi na ujuzi, hizi taratibu bado ni mbali na kamilifu.

Mchoro 5.7: Kunyunyiza kwa protini. Picha kwa heshima ya "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .

David Baker na kundi lake la utafiti katika Chuo Kikuu cha Washington walikuwa sehemu ya jamii ya wanasayansi wanaofanya kazi ili kuunda mbinu za maarifa kwa kupunja protini. Katika mradi mmoja, Baker na wenzake walitengeneza mfumo ambao uliwawezesha kujitolea kutoa mchango usiotumiwa kwenye kompyuta zao ili kusaidia simulation kupunzika protini. Kwa kurudi, wajitolea waliweza kutazama skrini inayoonyesha kupunzika kwa protini ambayo ilikuwa ikifanyika kwenye kompyuta yao. Wengi wa kujitolea hawa waliandika kwa Baker na wenzake wakisema kuwa wanafikiri wanaweza kuboresha utendaji wa kompyuta ikiwa wangeweza kushiriki katika hesabu. Na hivyo alianza Foldit (Hand 2010) .

Foldit anarudi mchakato wa kupunja protini ndani ya mchezo ambao unaweza kuchezwa na mtu yeyote. Kwa mtazamo wa mchezaji, Foldit inaonekana kuwa puzzle (takwimu 5.8). Wachezaji hutolewa na tangle tatu ya muundo wa protini na wanaweza kufanya shughuli- "tweak," "wiggle," "upya" -badilisha sura yake. Kwa kufanya kazi hizi wachezaji hubadilisha sura ya protini, ambayo kwa upande huongeza au inapungua alama zao. Kwa usahihi, alama ni mahesabu kulingana na kiwango cha nishati cha usanidi wa sasa; Mipangilio ya nishati ya chini husababisha alama za juu. Kwa maneno mengine, alama husaidia kuongoza wachezaji wanapotafuta mipangilio ya chini ya nishati. Mchezo huu inawezekana tu kwa sababu-kama vile kutabiri kiwango cha filamu katika kupunuliwa kwa Programu ya Tuzo ya Netflix pia ni hali ambapo ni rahisi kuangalia ufumbuzi kuliko kuzalisha.

Mchoro 5.8: skrini ya mchezo kwa Foldit. Imetolewa kwa idhini kutoka http://www.fold.it.

Design ya kifahari ya Foldit inawawezesha wachezaji wenye ujuzi mdogo wa biochemistry kushindana na taratibu bora zinazoundwa na wataalam. Wakati wachezaji wengi sio mzuri katika kazi hiyo, kuna wachezaji wachache wa pekee na timu ndogo za wachezaji ambao ni ya kipekee. Kwa kweli, katika mashindano ya kichwa kwa kichwa kati ya wachezaji wa Foldit na algorithms ya hali ya sanaa, wachezaji waliunda ufumbuzi bora kwa protini 5 kati ya 10 (Cooper et al. 2010) .

Foldit na tuzo ya Netflix ni tofauti kwa njia nyingi, lakini wote wawili huhusisha wito wazi wa ufumbuzi ambao ni rahisi kuangalia kuliko kuzalisha. Sasa, tutaona muundo sawa katika hali nyingine tofauti sana: sheria ya patent. Mfano huu wa mwisho wa tatizo la simu ya wazi unaonyesha kuwa njia hii inaweza pia kutumika katika mipangilio ambayo haifai kuwa na uwezo wa kupimwa.