Меню

Технология геймификации борется с коронавирусом COVID-19

tehnologija-gejmifikacii-COVID-19

По мере того, как мир гонится за созданием вакцины против коронавируса, технология геймификации буквально дает лично вам сыграть свою роль в изучении COVID-19. Foldit – это онлайновая компьютерная игра-головоломка, разработанная Центром игровой науки и кафедрой биохимии Университета Вашингтона. Foldit использует игровой интерфейс головоломки, который позволяет людям со всего мира «играть», разгадывать загадки о сворачивании белка при определенных заболеваниях и соревноваться в выяснении различных белковых структур, которые соответствуют критериям исследователя.

Ученые призывают граждан играть бесплатно онлайн игру, в которой они помогут в разработке и идентификации белков, которые в состоянии связывать и нейтрализовать виды белка SARS-коронавирус-2, которые использует вирус, чтобы вторгнуться в клетки хозяев. Ученые надеются, что творения игроков дадут понимание, которое позволит им создать эффективную противовирусную терапию для COVID-19. По сути, в этом проекте игроки пытаются сыграть в пазл, но это намного важнее, чем сопоставить три красных блока в строке, чтобы выиграть комбо из 200 очков.

Так как вирусы не являются живыми организмами и не могут размножаться самостоятельно, чтобы выжить, они зависят от метаболизма клетки-хозяина в отношении энергии, ферментов и предшественников вируса. Вот почему коронавирусы обнаруживают на своей поверхности «остроконечный» белок, который может прочно связываться с белком-рецептором, обнаруженным на поверхности человеческой клетки. Это то, что вызывает вирусную инфекцию. В прошлом месяце ученые успешно нанесли на карту этот спайковый белок.

«Как только шип коронавируса связывается с человеческим рецептором, вирус может заразить человеческую клетку и размножаться», – пишут создатели игры в описании головоломки. «Если мы сможем создать белок, который связывается с этим спайком коронавирусного белка, он может быть использован для блокировки взаимодействия с клетками человека и прекращения инфекции».

Поскольку белки являются центральными в структуре многих заболеваний, они часто являются частью лечения. Согласно веб-сайту Foldit, 200 000 зарегистрированных пользователей могут создавать новые белки, которые могут предотвращать или лечить такие заболевания, как COVID-19. Как написали разработчики игр в твиттере 29 февраля, «самые многообещающие» решения будут изготовлены и протестированы в Институте дизайна белка в Сиэтле, штат Вашингтон. Игроки Foldit могут участвовать в научных головоломках, которые построены таким образом, что конкурирующие игроки, которые разрабатывают решения с высокими показателями, вносят значительный вклад в исследования.

tehnologija-gejmifikacii-foldit
В игре показана структура связывания белка шипа коронавируса. Чтобы придумать решения для фолдинга, вам нужно понять некоторые основы обоих белков и то, как коронавирус проникает в клетки человека. Все это подробно объясняется на сайте игры.

В этой головоломке игрокам представлен сайт связывания белка шипа коронавируса. Основная цепь и большинство боковых цепей полностью заморожены, за исключением гибких боковых цепей в сайте связывания, где белок-шип обычно взаимодействует с белком-рецептором человека. Эта головоломка также включает в себя фрагмент спирали от человеческого рецептора. Игроки могут сложить и спроектировать около 55 фрагментов,  с целью создания хорошо сложенного белка, который может связывать мишень точно так же, как человеческий рецептор. Конечные конструкции должны будут создавать дополнительные гидрофобные контакты и Н-связи с гибкими боковыми цепями в целевом сайте связывания. Но конструкции также должны иметь много вторичной структуры (спирали или листы) и большое ядро, чтобы они правильно складывались.

Fold.it

Цель состоит в том, чтобы создать белок, который связывается с доступными боковыми цепями в сайте связывания белка шипа, где он обычно взаимодействует с клетками человека. Этот белок эффективно блокирует все взаимодействия между вирусным белком и клетками человека.

Это звучит достаточно просто, но вся история 12-летней игры, которая произвела настоящие белки в лаборатории, чтобы остановить распространение вредных заболеваний, заключается в том, что белки могут сворачиваться в бесчисленное множество разных модификаций. Вот почему краудсорсинг так важен: ученым может потребоваться много времени и ресурсов, чтобы придумать идеальную структуру сворачивания для белка.

Эта технология геймификации и метод краудсорсинга уже окупились в прошлом. Университет Вашингтона уже более десяти лет осуществляет проект под названием Foldit . В 2010 году в статье, опубликованной в научном журнале Nature, отмечалось, что тогдашние 57 000 зарегистрированных игроков Foldit пришли к результатам, которые либо соответствовали, либо значительно превосходили собственные алгоритмически полученные решения компьютеров. А в 2011 году игроки выяснили кристаллическую структуру белкового фермента в вирусе обезьяны Mason-Pfizer , который вызывает симптомы, подобные ВИЧ/СПИД. Они сделали это всего за 10 дней. до этого момента ученые 15 лет не могли разгадать этот ребус.

Как сообщает Брайан Кёпник, научный сотрудник Института конструирования белков Вашингтонского университета, который работает над Foldit, все, что будет обнаружено игроками в рамках головоломки, должно пройти более тщательное тестирование на животных и людях. В настоящее время проводятся испытания в отношении коронавируса, и если повезет, те станут доступны очень скоро.

Это доказательство того, что гражданская наука действительно может работать, поэтому будем надеяться, что игроки, используя технология геймификации, смогут выяснить, как блокировать взаимодействия белка коронавируса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *