《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

《Foldit》——跨界的科學研究項目

當你第一次看見朋友在玩《Foldit》時,一定會認為他在進行一項非常酷的研究工作。不過他其實只是在玩一款遊戲,當然也順便參與到了科研項目中。你可能會好奇玩遊戲也是科研項目?《Foldit》就一款跨界生物科學的遊戲,《Foldit》是一個實驗性的蛋白質摺疊電子遊戲,其中結合了眾包與分佈式計算的思想。而研發它的人員也是大有來頭,是由華盛頓大學的計算機科學和工程學系和生物化學學系共同研發並於2008年問世。在遊戲中玩家可以不斷調整蛋白質的三維形狀,以此獲得最高分。並將最高分和所設計的三維形態進行上傳,參與世界排名,同時還能與遊戲參與者進行即時聊天,相互溝通各自的想法。

《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

不過《Foldit》誕生之初卻並不像現在這樣,玩家可以直接進行三維體的設計,而只能對已有的蛋白質分子做出結構的復原,從而對已知蛋白質的未知結構進行探究。但就是最初這樣簡單的復原式的玩法,也取得了相當大的成就。在此前科學界研究艾滋病毒的逆轉錄酶的時間長達十五年之久,而在《Foldit》遊戲中逆轉錄酶的結構被57000玩家們僅花費了十天所破解。並且被國際性權威雜誌《自然》和《科學》收入進2011年的期刊。

《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

這樣的成果也正像一位從事蛋白質設計研究的博士後研究員說的:"遊戲玩家們想出的分子所呈現的多樣性非常驚人,這些新的蛋白質絕不比博士水平的科研人員製造的東西差。"而現在的《Foldit》更是進行了升級換代,新版的《Foldit》中會給玩家提供有詳細的教程。引導玩家從操縱簡單的類蛋白質構造入手。同時《Foldit》也會定期更新以真實蛋白質結構為基礎的謎題,玩家可以用工具進行解密,從而得出實際的蛋白質模型,只要結構被改變,那麼就會根據摺疊的完善程度給予玩家一定的分數。在《Foldit》中玩家常會選擇組建小組,分享和學習彼此的方案。

《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

現而今人類所掌握的蛋白質DNA測序就是生物製造主要蛋白質結構方式的原理,但下一步關於解明肽鏈是如何摺疊成三維的蛋白質結構的問題則更為困難,即使大致的測算程序已經知曉,但是大量的運算數據是蛋白質結構預測的基礎。而《Foldit》就是在利用人腦天生的三維圖形匹配能力,在遊戲中給出現有的已被清楚認知的蛋白質結構,通過觀察分析玩家解密的方式方法,可以推導出玩家的思考路徑,從而給予研究者新的思路,改進蛋白質摺疊軟件的算法。

《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

本來這是一款極小眾的遊戲,但是由於2020年疫情的影響,《Foldit》被更多的人所認識。因為就在最近《Foldit》中加入了新冠病毒的謎題類型,並且遊戲還給出了詳細的介紹:一種表面有突刺狀蛋白,可以通過與人體細胞表面上的一種受體蛋白相結合,進而感染人體細胞並複製的病毒。跟其他遊戲一樣的時,《Foldit》也給出了任務目標:設計一種與突刺狀蛋白相結合的蛋白質,用以阻止病毒與人體細胞的相互作用,從而起到防止感染的目的。

《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

《Foldit》是一款不像遊戲的遊戲,也是一個不像科研項目的科研項目,但是《Foldit》將人腦的潛力不僅發揮到了最大,還真正的應用到了實際的科研中。在現在已經升級換代的《Foldit》遊戲中,玩家也已經取得了不小的成就。在有針對性的一系列具體科研項目中,在《Foldit》的遊戲規則下,玩家們設計出了146種蛋白質分子結構,而其中有56種蛋白質分子符合科研應用,得到了科研人員的高度評價。

《Foldit》——遊戲中的科學家,現實中的玩家

對於玩家在《Foldit》遊戲中的表現,麻省大學達特茅斯分校計算機科學助理教授 Firas Khatib 是這麼說的:"玩家們甚至發現了我們最先進的蛋白質分子設計方法,他們既沒有上過相關課程,也沒有讀過相關教材,而我們只是調整了多年以來的遊戲代碼。"這番表述更像是再說我們發現了科研與大眾最好的結合方式,省去繁複的專業知識,用最簡單的遊戲方式最大程度的調動人腦的潛力。而確實自《Foldit》遊戲獲得成果後,一批結合著科研項目的遊戲紛紛面世。在最後我想說,我相信這次的新冠病毒也一定會被破解,說不定連當年的十天也用不完,畢竟那時候中國玩家還沒上線呢。


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