Принять активное участие в спасении планеты от пандемии Covid-19 могут все желающие. К тому же, даже не выходя из дома, что особенно удобно в условиях карантина.
Для этого не надо быть химиком или врачом — можно вообще не иметь никакого образования. Более того — не обязательно даже быть совершеннолетним.
Чтобы помочь ученым в поисках эффективных лекарств от коронавирус, достаточно иметь компьютер и немного свободного времени. Даже постоянный доступ к интернету не является обязательным — можно играть и офлайн.
Все правильно, играть. Научные поиски можно вести, решая пространственные задачи, с большинством из которых с легкостью справится даже ученик средней школы. Однако за всем этим скрывается серьезная наука.
Ключ к вирусу
Игру под названием Fold.it разработали в Центре игровой науки (Center for Game Science) в Сиэтле как совместный проект пяти ведущих американских вузов, основной из которых — Институт белкового дизайна при Вашингтонском университете.
Изначально платформа создавалась для борьбы с другими болезнями, прежде всего с ВИЧ и различными видами рака. Но сейчас она полностью посвящена поиску лекарств от Covid-19.
На первый взгляд игра немного напоминает виртуальный 3D-конструктор — разве что с деталями несколько необычной формы. Одни похожи на ветви деревьев, другие — на закрученные по спирали макароны или кукурузные палочки.
Этот конструктор выглядит так, будто его кто-то уже собирал, соединив детали в длинную цепь. Но собрал как-то неправильно, словно спеша, — и даже обозначил места, где можно сделать лучше.
В этом и заключается задача игрока — усовершенствовать конструкцию, вращая фрагменты относительно друг друга, чтобы достичь оптимальной формы.
На самом деле конструктор — это молекула белка. Только белок ненастоящий — цепь сгенерированный компьютером из стандартного набора аминокислот методом случайных чисел.
Всего аминокислот, из которых состоят белки, всего 20 — казалось бы, не так уж и много. Но как из букв алфавита создана бесконечное количество текстов, так и из двух десятков аминокислот теоретически можно собрать бесконечное количество протеинов, нанизывая их в произвольном порядке. Вариантов очень много.
Каждое звено имеет свой собственный набор химических свойств, все они взаимодействуют, и благодаря этому цепь сворачивается в клубок. Но не произвольно, а всегда одинаково.
Архитектура каждого белка уникальна и неповторима. И именно она определяет его свойства, поскольку позволяет сцепиться с рецептором, который подходит по форме.
Проще говоря, протеин — это набор ключей, каждый из которых открывает свой замок. К примеру, инсулин открывает клетки для поступления туда глюкозы.
К чему здесь коронавирус?
Вирус SARS-CoV-2 — опасный самозванец, который фактически подобрал ключ к наших клеток.
Как и другие коронавирусы, он покрыт защитной оболочкой, усеяна шпичастими отростками. И на конце каждого шипа — молекула белка, которая служит ему отмычкой.
Дело в том, что на поверхности наших клеток является рецептор ACE2 (АФП2), рассчитан на очень похожий по форме протеин. Поэтому, когда вирус попадает шипом в «замок», клеточная мембрана принимает его за своего и пускает внутрь.
Чтобы предотвратить заражение или остановить развитие болезни, надо найти белок, который бы связал вируса руки — то есть блокировал шпичастими отростки, не давая ему проникнуть в клетку. Все, что для этого нужно, — подобрать молекулу удачной формы.
Звучит не слишком сложно, но на самом деле это задача непростая даже для суперкомпьютеров. Точно предсказать, как именно свернется последовательность из сотен и тысяч аминокислот, где каждое звено влияет на другие, почти невозможно.
И здесь на помощь приходят обычные люди, игроки в Fold.it. Развлекаясь с виртуальным 3D-конструктором, они перебирают миллионы возможных комбинаций.
Поскольку во всех известных белках аминокислоты упакованные в пространстве максимально компактно, количество набранных баллов зависит от того, насколько плотным получается клубок, обращенный «вручную».
Сам игрок может не знать о белках вообще ничего — достаточно лишь в общих чертах объяснить ему некоторые закономерности. Например, что оранжевые фрагменты, вероятнее всего, будут упрятаны в центре клубка, а зеленые — расположатся ближе к поверхности.
Экспериментально доказано: наш мозг решает пространственные задачи не хуже, а часто даже лучше искусственный интеллект — благодаря интуиции и накопленному опыту. Более того, опытные геймеры делают более точные предсказания и справляются с укладкой цепи лучше, чем профильные ученые.
А пока игра продолжается, первая сотня самых удачных созданных в ней вариантов уже проходит испытания в Вашингтонском университете. Возможно, один из них поможет защитить наши клетки от вируса-самозванца.
Хотите получать самые важные новости в мессенджер? Подписывайтесь на наш Telegram или Viber!
