5.3.2 Foldit
Ang Foldit ay isang laro ng protina na natitiklop na nagbibigay-daan sa mga di-eksperto na lumahok sa isang paraan na masaya.
Ang Netflix Prize, habang ang evocative at malinaw, ay hindi naglalarawan ng buong hanay ng mga proyektong bukas na tawag. Halimbawa, sa Netflix Prize ang karamihan sa mga seryosong kalahok ay may mga taon ng pagsasanay sa mga istatistika at pag-aaral ng machine. Subalit, ang bukas na mga proyekto ng tawag ay maaari ring makilahok sa mga kalahok na walang pormal na pagsasanay, tulad ng ipinakita sa pamamagitan ng Foldit, isang laro ng protina na natitiklop.
Ang pagtagas ng protina ay ang proseso kung saan ang isang hanay ng mga amino acids ay tumatagal sa hugis nito. Sa isang mas mahusay na pag-unawa sa prosesong ito, ang mga biologist ay maaaring mag-disenyo ng mga protina na may mga tiyak na hugis na maaaring magamit bilang mga gamot. Ang pagpapasimple ay medyo kaunti, ang mga protina ay madalas na lumipat sa kanilang pinakamababang enerhiya na pagsasaayos, isang pagsasaayos na nagbabalanse sa iba't ibang mga push at pull sa loob ng protina (tayahin 5.7). Kaya, kung nais ng isang mananaliksik na hulaan ang hugis kung saan ang isang protina ay tiklop, ang solusyon ay simple lamang: subukan ang lahat ng posibleng mga pagsasaayos, kalkulahin ang kanilang mga enerhiya, at hulaan na ang protina ay tiklop sa pinakamababang enerhiya na pagsasaayos. Sa kasamaang palad, sinusubukan ang lahat ng posibleng pagsasaayos ay imputasyon na imposible dahil may mga bilyon at bilyun-bilyong potensyal na kumpigurasyon. Kahit na ang pinaka-makapangyarihang mga computer na magagamit ngayon-at sa nakikinita sa hinaharap-malupit na puwersa ay hindi lamang magtrabaho. Samakatuwid, ang mga biologist ay bumuo ng maraming mga matalino na algorithm upang mahusay na maghanap para sa pinakamababang enerhiya na pagsasaayos. Subalit, sa kabila ng napakalaking halaga ng pagsisikap sa agham at computational, ang mga algorithm ay malayo pa rin sa perpekto.
Figure 5.7: Folding protina. Larawan ng kagandahang-loob ng "DrKjaergaard" / Wikimedia Commons .
Si David Baker at ang kanyang grupo ng pananaliksik sa Unibersidad ng Washington ay bahagi ng komunidad ng mga siyentipiko na nagtatrabaho upang lumikha ng mga pamamaraan ng computational sa folding protein. Sa isang proyekto, ang Baker at mga kasamahan ay bumuo ng isang sistema na nagpapahintulot sa mga boluntaryo na mag-abuloy ng hindi ginagamit na oras sa kanilang mga computer upang matulungan ang paglipat ng protina ng protina. Bilang pagbabalik, ang mga boluntaryo ay maaaring manood ng screensaver na nagpapakita ng natitiklop na protina na nangyayari sa kanilang computer. Ang ilan sa mga boluntaryo ay sumulat sa Baker at mga kasamahan na nagsasabing ang mga iniisip nila na maaari nilang mapabuti sa pagganap ng computer kung maaari silang makilahok sa pagkalkula. At sa gayon ay nagsimula ang Foldit (Hand 2010) .
Inilipat ng Foldit ang proseso ng protina na natitiklop sa isang laro na maaaring i-play ng sinuman. Mula sa pananaw ng manlalaro, ang Foldit ay tila isang palaisipan (tayahin 5.8). Ang mga manlalaro ay binibigyan ng tatlong-dimensional na gusot ng istraktura ng protina at maaaring magsagawa ng mga operasyon- "tweak," "wiggle," "muling itayo" -na baguhin ang hugis nito. Sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga operasyong ito, binabago ng mga manlalaro ang hugis ng protina, na kung saan ay nagdaragdag o bumababa sa kanilang iskor. Critically, ang iskor ay kinakalkula batay sa antas ng enerhiya ng kasalukuyang pagsasaayos; Ang mas mababang enerhiya na pagsasaayos ay nagreresulta sa mas mataas na marka. Sa ibang salita, ang iskor ay tumutulong sa gabay sa mga manlalaro habang naghahanap sila para sa mga kumpiyansa ng mababang enerhiya. Ang larong ito ay posible lamang dahil-tulad ng pagtantya ng mga rating ng pelikula sa Netflix Prize-protein na natitiklop ay isang sitwasyon na kung saan mas madaling suriin ang mga solusyon kaysa sa pagbuo ng mga ito.
Figure 5.8: Game screen para sa Foldit. Muling ginawa ng pahintulot mula sa http://www.fold.it.
Ang eleganteng disenyo ng Foldit ay nagbibigay-daan sa mga manlalaro na may maliit na pormal na kaalaman sa biokemika upang makipagkumpitensya sa mga pinakamahusay na algorithm na dinisenyo ng mga eksperto. Habang ang karamihan sa mga manlalaro ay hindi mahusay sa gawain, mayroong ilang mga indibidwal na manlalaro at maliliit na koponan ng mga manlalaro na pambihirang. Sa katunayan, sa isang kumpetisyon ng head-to-head sa pagitan ng mga manlalaro ng Foldit at mga algorithm ng state-of-the-art, ang mga manlalaro ay lumikha ng mas mahusay na solusyon para sa 5 sa 10 protina (Cooper et al. 2010) .
Iba't ibang mga paraan ang Foldit at ang Netflix na premyo, ngunit kapwa sila ay may kinalaman sa mga bukas na tawag para sa mga solusyon na mas madaling suriin kaysa sa pagbuo. Ngayon, makikita natin ang parehong istraktura sa iba pang iba't ibang setting: patent law. Ang pangwakas na halimbawa ng isang bukas na problema sa tawag ay nagpapakita na ang diskarte na ito ay maaari ding gamitin sa mga setting na hindi malinaw na pumapayag sa pagtantya.
