Gấp nó

Foldit là một trò chơi giải đố trực tuyến miễn phí cho phép người dùng gấp các protein ảo. Trò chơi được phát triển bởi Trung tâm Khoa học Trò chơi và Hóa sinh của Đại học Washington như một phần của dự án nghiên cứu thử nghiệm. ^[1] Cái

Mục tiêu của trò chơi là gấp các protein ảo theo quy tắc của trò chơi (lấy từ các hành vi được quan sát của protein) theo cách làm cho protein hoạt động hiệu quả nhất. Người chơi được thưởng điểm toàn cầu dựa trên lần gấp của họ. Người dùng có thể chọn chơi một mình hoặc tham gia một nhóm và cùng nhau nghiên cứu protein. ^[2] Trò chơi đang trong giai đoạn beta vĩnh viễn và liên tục được quản trị viên cập nhật và phát triển. Dự án được thành lập bởi nhà khoa học nghiên cứu protein David Baker và được phát triển bởi nhà thiết kế trò chơi chính Seth Cooper, cả hai đều thuộc Đại học Washington. ^[3]

gấp protein

Protein là một phần của tế bào được tìm thấy trong mọi sinh vật sống, chịu trách nhiệm cho hầu hết mọi hoạt động được thực hiện bởi hoặc bên trong tế bào. Protein gấp lại thành những hình dạng độc đáo, ổn định và hiệu quả. Cấu trúc của protein xác định chức năng của chúng. ^[1] Bằng cách khám phá cấu trúc của protein, các nhà khoa học có thể hiểu được chức năng của nó và cách thức giúp đỡ hoặc ngăn chặn các tế bào thực hiện các hành động cụ thể.

Lịch sử

hoa hồng

Phòng thí nghiệm của Baker dựa vào một dự án máy tính có tên Rosetta để dự đoán cấu trúc của protein. Rosetta đã sử dụng các thuật toán dự đoán cấu trúc protein đặc biệt để khám phá cấu trúc ổn định (hoặc cấu trúc tự nhiên) của protein. Dự án được mở rộng để sử dụng bộ xử lý máy tính tại nhà của tình nguyện viên nhằm tăng tốc độ gấp bằng cách sử dụng chương trình điện toán phân tán có tên Rosetta@home. ^[4] Chương trình được cung cấp để tải xuống công khai với sự khuyến khích của một trình bảo vệ màn hình miễn phí. Khi máy tính ở nhà không được sử dụng nhưng được kết nối với Rosetta qua Rosetta@home, protein hiện tại đang được chương trình gấp lại sẽ được hiển thị dưới dạng trình bảo vệ màn hình. Người dùng phàn nàn rằng, khi xem trình bảo vệ màn hình, họ nhận thấy những cách gấp protein hiệu quả hơn so với máy tính nhưng không có cách nào tương tác với chương trình. ^[1] Điều này khiến Baker phải chiêu mộ Cooper và phát triển Foldit.

Foldit Beta

Foldit được ra mắt công khai vào tháng 5 năm 2008 và có một cộng đồng các nhà khoa học và game thủ nghiệp dư phát triển mạnh mẽ. Foldit hiện có hơn 500.000 người dùng, cũng như một trang wiki, diễn đàn, chương trình trò chuyện IRC dành riêng cho cả cá nhân (toàn cầu) và nhóm riêng tư, hồ sơ người dùng và blog do quản trị viên điều hành có các mẹo dành cho trò chơi cũng như tin tức về protein và khám phá khoa học liên quan. ^{[1] [5]} Khái niệm cơ bản của Foldit là sử dụng khả năng nhận dạng mẫu tự nhiên và khả năng suy luận không gian của con người để gấp các cấu trúc protein có thể có. Bằng cách coi việc gấp protein như một trò chơi và việc giải mã các protein như những câu đố, Foldit thực hiện nghiên cứu khoa học và tiến bộ cho những người không chuyên nhưng có thể theo đuổi các cấu trúc protein phức tạp trong thời gian rảnh rỗi.

Bàn thắng

Thời gian ngắn

Bởi vì con người suy nghĩ khác với máy tính về phân tích không gian và nhận dạng mẫu, nên con người có thể gấp protein tốt hơn các chương trình máy tính hiện tại. Bằng cách sử dụng trò chơi để nghiên cứu lý luận của con người liên quan đến việc gấp protein, các nhà khoa học và lập trình viên máy tính có thể viết mã tốt hơn, cho phép máy tính gấp với tốc độ của một chiếc máy và sự khéo léo của con người. ^[6]

Dài hạn

Virus, giống như các sinh vật sống khác, sử dụng protein. Bằng cách hiểu cấu trúc của protein, các nhà khoa học có thể suy ra chức năng của nó. Sau khi biết được chức năng và cấu trúc của protein, các nhà khoa học có thể tìm ra cách để ngăn chặn các protein vi rút cụ thể thực hiện công việc của chúng và từ đó ngăn chặn vi rút. Bằng cách sử dụng Foldit, những công dân không được đào tạo về sinh học hoặc y tế có thể tăng tốc quá trình chữa trị các bệnh lây nhiễm do virus khác nhau theo cấp số nhân. ^[7]

Hiện nay có một số thí nghiệm đang được tiến hành để chuyển đổi các loại thực vật và tảo khác nhau thành nhiên liệu sinh học. Quá trình này diễn ra bằng cách phân hủy vật chất thực vật bằng cách sử dụng protein. Foldit hy vọng sẽ tạo ra các protein hiệu quả hơn để biến nguồn nhiên liệu tái tạo này trở nên khả thi. ^[1]

Thành tích

Năm 2011, cộng đồng Foldit đã đệ trình mô hình cấu trúc protein của virus khỉ Mason-Pfizer gây bệnh AIDS. Các nhà nghiên cứu đã vật lộn với cấu trúc của protein trong 15 năm. Câu đố đã có sẵn trên trang web trong 3 tuần, mặc dù một mô hình ổn định đã được gửi chỉ sau 10 ngày. Khi các nhà nghiên cứu so sánh mô hình 3-D với bản quét protein bằng tia X, nó hoàn toàn trùng khớp. ^[3]

Vào tháng 1 năm 2012, các game thủ trên Foldit là những người đầu tiên huy động nguồn lực từ cộng đồng để thiết kế lại một loại protein. Loại enzyme được các nhà khoa học thiết kế tính toán từ đầu, xúc tác cho phản ứng Diels-Alder và được sử dụng rộng rãi trong hóa học tổng hợp. Khi các nhà nghiên cứu muốn cải thiện hiệu lực của enzyme, người chơi Foldit đã thiết kế lại nó bằng cách thêm 13 axit amin, thành phần cấu tạo nên protein. Sự thay đổi này dẫn đến sự gia tăng đáng kể trong hoạt động. ^{[số 8]}

Các công bố khoa học

• Dự đoán cấu trúc protein với trò chơi trực tuyến nhiều người chơi. Seth Cooper, Firas Khatib, Adrien Treuille, Janos Barbero, Jeehyung Lee, Michael Beenen, Andrew Leaver-Fay, David Baker, Zoran Popović và các cầu thủ Foldit. Trong Thiên nhiên 466, 756-760 (2010).
• Thử thách thiết kế trò chơi khám phá khoa học. Seth Cooper, Adrien Treuille, Janos Barbero, Andrew Leaver-Fay, Kathleen Tuite, Firas Khatib, Alex Cho Snyder, Michael Beenen, David Salesin, David Baker, Zoran Popović và những người chơi Foldit. Trong Nền tảng của trò chơi kỹ thuật số, (2010).
• Phân tích các macro trò chơi xã hội trong sách dạy nấu ăn Foldit. Seth Cooper, Firas Khatib, Ilya Makedon, Hao Lu, Janos Barbero, David Baker, James Fogarty, Zoran Popović và Foldit Players. Trong Nền tảng của trò chơi kỹ thuật số, (2011).
• Cấu trúc tinh thể của một protease retrovirus đơn phân được giải quyết bởi những người chơi trò chơi gấp protein. Firas Khatib, Frank DiMaio, Nhóm ứng cử viên Foldit, Nhóm máy nghiền Foldit Void, Seth Cooper, Maciej Kazmierczyk, Miroslaw Gilski, Szymon Krzywda, Helena Zábranská, Iva Pichová, James Thompson, Zoran Popović, Mariusz Jaskolski và David Baker. Trong Sinh học cấu trúc và phân tử tự nhiên 18, 1175–1177 (2011).
• Cấu trúc có độ phân giải cao của protease retrovirus được gấp lại dưới dạng monome. Miroslaw Gilski, Maciej Kazmierczyk, Szymon Krzywda, Helena Zábranská, Seth Cooper, Zoran Popović, Firas Khatib, Frank DiMaio, James Thompson, David Baker, Iva Pichová và Mariusz Jaskolskia. Trong Acta Crystallographica D67, 907-914 (2011).
• Khám phá thuật toán của người chơi trò chơi gấp protein. Firas Khatib, Seth Cooper, Michael D. Tyka, Kefan Xu, Ilya Makedon, Zoran Popović, David Baker và Người chơi Foldit. Trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (2011).
• Tăng cường hoạt động Diels-Alderase thông qua việc tu sửa xương sống do người chơi Foldit hướng dẫn. Christopher B Eiben, Justin B Siegel, Jacob B Bale, Seth Cooper, Firas Khatib, Betty W Shen, Foldit Players, Barry L Stoddard, Zoran Popović và David Baker. Trong Công nghệ sinh học tự nhiên (2012).

Nguồn

Dữ liệu trang

tác giả	Ash Rhodes
Giấy phép	CC-BY-SA-3.0
Ngôn ngữ	Tiếng Anh (en)
Có liên quan	0 trang con , 2 trang liên kết ở đây
Sự va chạm	401 lượt xem trang
Tạo	Ngày 22 tháng 3 năm 2014 bởi Ash Rhodes
Đã sửa đổi	Ngày 9 tháng 6 năm 2023 bởi Felipe Schenone
Trích dẫn như	Ash Rhodes (2014–2023). "Gấp nó" . Appropedia . Truy cập ngày 22 tháng 5 năm 2024 .
Truy vấn API	cơ bản , ngữ nghĩa , html , tập tin , v.v.