一組研究人員將他們的專業(yè)信息編碼到PC運(yùn)動Foldit中，讓公民科學(xué)家能夠在初級時間內(nèi)有效地設(shè)計(jì)人工蛋白質(zhì)。
這次合作的初步成果似乎在6月5日的自然挑戰(zhàn)中。華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所領(lǐng)導(dǎo)了多機(jī)構(gòu)研究stylechina.com。
“有更多可能的蛋白質(zhì)比宇宙中的原子更多。令人興奮的是，現(xiàn)在任何人都可以幫助探索這個巨大的可能性空間，”高級合著者David Baker說，他是華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)教授兼主任蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所。
“這些游戲玩家提出的分子多樣性令人驚訝，” 蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所博士后研究員 Brian Koepnick表示?！斑@些新蛋白質(zhì)絕不遜色于博士級科學(xué)家可能制造的東西?！?/p>
Foldit成立于2008年，是一種“游戲化”蛋白質(zhì)分析的方法。蛋白質(zhì)是在每個生物體的每個細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的重要生物分子。他們錯綜復(fù)雜的三維建筑產(chǎn)生了各種各樣的特征，包括消化，傷口治療，自身免疫等等。
通過游戲玩法，F(xiàn)oldit游戲玩家?guī)椭鷽Q定構(gòu)建HIV相關(guān)蛋白并改善有用酶的運(yùn)動。盡管如此，盡管如此，F(xiàn)oldit游戲玩家可能只與已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)一起工作。沒有方法來設(shè)計(jì)新的方法。
“設(shè)計(jì)全天然不存在的全新蛋白質(zhì)已成為我們長期以來Foldit的目標(biāo)，”東北大學(xué)Khoury計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院助理教授，高級合著者Seth Cooper說?！斑@一系列新結(jié)果表明這是可能的?！?/p>
為了將Foldit直接翻轉(zhuǎn)到蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)平臺，研究人員將生化信息編入體育運(yùn)動中。這種方法，在Foldit中得分正確的設(shè)計(jì)師分子可能更容易折疊成現(xiàn)實(shí)世界中的假設(shè)。
“我們沒有給[Foldit玩家]任何講座或告訴他們閱讀任何內(nèi)容。相反，我們調(diào)整了多年來運(yùn)行游戲的代碼，”高級合著者，電腦科學(xué)助理教授Firas Khatib表示。馬薩諸塞大學(xué)達(dá)特茅斯分校。
科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室檢查了由Foldit游戲玩家設(shè)計(jì)的146種蛋白質(zhì)。已發(fā)現(xiàn)56個是安全的。這個發(fā)現(xiàn)提示球員已經(jīng)產(chǎn)生了一些真實(shí)的蛋白質(zhì)。研究人員收集了有關(guān)其中4種新分子的足夠信息，指出這些設(shè)計(jì)采用了他們所謂的建筑物。
“我永遠(yuǎn)不會相信他們會那么好，但Foldit球員永遠(yuǎn)不會讓我們感到驚訝?！?Khatib說。
制作新的蛋白質(zhì)有點(diǎn)像試圖利用可能比人類頭發(fā)更薄的一百萬個實(shí)例的繩索打結(jié)從未見過的結(jié)。到目前為止，只有一小部分顧問，他們掌握了生物分子扭曲和翻轉(zhuǎn)的方式的秘密信息，這些信息非常復(fù)雜。大多數(shù)人使用自動化分子設(shè)計(jì)算法，并且大多數(shù)設(shè)計(jì)算法失敗的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過成功。
“我們總是試圖讓算法更好，但人的因素是關(guān)鍵，”Khatib說?！笆聦?shí)上，通過Foldit設(shè)計(jì)，玩家甚至發(fā)現(xiàn)了Rosetta能量功能的缺陷 - 我們最先進(jìn)的蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)方法。”
蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)是一門不斷上升的科學(xué)自律。在過去的5年中，蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所的顧問和他們的同事創(chuàng)造了刺激免疫系統(tǒng)抗癌的蛋白質(zhì)和其他作為有效候選疫苗的蛋白質(zhì)。4月，蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)研究所獲得了由TED組織的慈善合作項(xiàng)目The Audacious Project捐贈的4500萬美元資金，用于設(shè)計(jì)基于蛋白質(zhì)的疫苗，藥品和用品。
玩家可以制造以下重磅炸彈嗎？
“Foldit球員是研究武器庫的新成員，”Khatib說?！八鼈儾皇且活w銀彈，但它們是一種驚人的資源?！?/p>