在网上玩玩游戏就可以在著名的英国《自然》系列
学术刊物上发表
论文?这听起来非常不可思议,但《自然·结构和分子生物学》杂志近日发表了这样一篇有网络游戏玩家署名的论文:《蛋白质折叠游戏玩家揭示一种单分子逆转录病毒蛋白酶的晶体结构》。
文中提到的蛋白质折叠游戏名为Foldit,是美国华盛顿大学研究人员开发的一款具有浓厚科学色彩的网络游戏。游戏玩家要做的是,在给定一个目标蛋白质后,在遵守科学规律的前提下,用氨基酸如搭积木一样把目标蛋白质“搭建”出来。
玩这个游戏其实不需要太多科学知识,只要遵守预先设定的规则就行。玩家每次游戏成功都可获得积分,提升自己在游戏世界的知名度,碰到难题时还可以在网上和其他玩家交流。
此次被破解结构的蛋白质名为M-PMV,是一种与猴类
艾滋病病毒有关的蛋白质。科研人员一直没能探明它的具体结构。华盛顿大学研究人员于是把这个蛋白质设为目标,放入Foldit游戏中。没过多久,就有玩家找出了可能的氨基酸组装方式。
华盛顿大学研究人员随之用X射线等对游戏玩家给出的结果进行了验证,发现这个玩出的结果是准确的。于是在有关论文的作者中,出现了Foldit游戏中两个玩家群组的名字。
谁说游戏玩家没有用的?游戏玩家不仅可以为游戏产业贡献GDP,还可以帮助科学发展。小编在网上看到的这则消息指出,游戏玩家群体帮助科学家揭开了一种和艾滋病毒关系密切的酶结构。
这种单分子酶对艾滋病毒的进化和传播起到重要的作用,其结构最近被科学家和Foldit(在线蛋白质折叠游戏)的玩家共同揭开。Foldit是这样一个程序,它用人类的解谜思维来代替计算机算法中的一部分决策,把确定蛋白质的最佳三维形状设计成一个游戏,使得人们在游戏过程中也能对生物科学做出贡献。在这个游戏中你可以不断调整蛋白质的三维形状,上传最高分和所得的三维体,参与世界排名,并且还能与游戏参与者进行即时聊天。
根据国外媒体的报道,这个游戏的玩家们只用了三个星期就得到了非常精确的3D结构模型。科学家们希望这项新的发现能够帮助研制抗病毒药物,以保证艾滋病患者能够更好的生活。
参与这项发现的一位科学家Firas Khatib说:“我们希望借助人们的直觉来解决计算机无法解决的部分。而这些心灵手巧的玩家对此付出了巨大的贡献,如果这个应用得当,那么可以在将来解决更多的科学难题。”他还补充说:“人类具有天生的空间推理能力,而现在的计算机却不具备这样的能力。”
美国华盛顿大学科学家在最新一期医学专业期刊Nature Structural & Molecular Biology上发表论文,已经成功破解人类免疫缺陷病毒HIV(艾滋病)生化酶的构造。在这一伟业的贡献者名单中,游戏玩家们的名字赫然在目,在他们的帮助下,科学家们解决了困扰人类10年的难题。
华盛顿大学这项研究的对象,是能够将包括HIV病毒在内的DNA逆转录类病毒复杂的分子结构切断的一种生物蛋白酶。对蛋白质构造的研究,有助于人类了解众多恶性疾病的病因病理,进而研制出有针对性的特效药。
由于显微镜级别的仪器只能观察到病毒的平面构造,为了更好地研究蛋白质构造,科学家想出了通过药剂标识以3D立体构造呈现蛋白质的办法。2008年,华盛顿大学的科学家们制作出了一款名为Foldit的游戏,将大量玩家分成小组,在线进行对构成蛋白质的氨基酸链进行展开和破解比赛。令人吃惊的是,玩家们仅用3周的时间就制作出了蛋白酶的氨基酸结构模型。
华盛顿大学生化研究中心的Firas Khatib博士表示,他们一直在研究,希望能利用人的直觉来解开过去依靠计算机自行运算一直没能解开的难题,他说:“玩家们的创造力和想象力着实令我们吃惊,只要加以正确的指导,相信他们能在更广阔的科研领域有所作为。”
Foldit的开发者之一Seth Cooper,在谈到请玩家协助研究蛋白质构造这一大胆设想的初衷时表示,人类大脑可以做到现阶段计算机还很难实现的空间推理演算。
“所谓电子游戏,即是计算机与人类能力相结合并互动的产物。”Cooper在接受采访时说道:“这周发表的论文的结果证明,游戏这种形式与自然科学、电子计算机的运用相结合,或许能够为那些过去难以想象的复杂问题提供新的解决办法。”
仅用了三周时间,游戏玩家就解决了一个困扰科学家好几年的难题。一群玩家通过玩游戏发现了一种蛋白质的结构,这种蛋白质在艾滋病毒生长过程中起到了至关重要的作用。该发现标志着人类有望在艾滋病毒(HIV)和艾滋病(AIDS)研究领域获得重大突破。这一成果刊登在《自然—结构与分子生物学》(Nature Structural & Molecular Biology)杂志上。
在一款名叫Foldit的游戏中,玩家可以预测逆转录病毒蛋白酶的结构,这种酶在艾滋病毒复制过程中起到了关键作用。从理论上讲,解开这种蛋白质的结构可以帮助科学家开发阻止蛋白酶传布的药物。
“很多人尝试通过分子替代的方法解决M-PMV的晶体结构问题,但都失败了,于是我们向蛋白质折叠游戏Foldit的玩家发起了挑战,让他们制作该蛋白质的精确模型。出人意料的是,这些玩家制作的模型质量很高,可成功地用于分子替代和结构判断。这种更准确的结构为设计抗逆转录病毒药物提供了新的见解。”
人类具有空间推理能力,这是计算机所不擅长的。游戏则提供了一个框架,把计算机和人类的优势整合到一起。Foldit首席设计师Seth Cooper说到。
这项通过Foldit取得的突破不仅可用于艾滋病研究,还可用于
癌症和帕金森症的研究。
作者:
2011-9-21