一组研究人员将他们的专业信息编码到PC运动Foldit中,让公民科学家能够在初级时间内有效地设计人工蛋白质。
这次合作的初步成果似乎在6月5日的自然挑战中。华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所领导了多机构研究stylechina.com。
“有更多可能的蛋白质比宇宙中的原子更多。令人兴奋的是,现在任何人都可以帮助探索这个巨大的可能性空间,”高级合着者David Baker说,他是华盛顿大学医学院生物化学教授兼主任蛋白质设计研究所。
“这些游戏玩家提出的分子多样性令人惊讶,” 蛋白质设计研究所博士后研究员 Brian Koepnick表示。“这些新蛋白质绝不逊色于博士级科学家可能制造的东西。”
Foldit成立于2008年,是一种“游戏化”蛋白质分析的方法。蛋白质是在每个生物体的每个细胞内发现的重要生物分子。他们错综复杂的三维建筑产生了各种各样的特征,包括消化,伤口治疗,自身免疫等等。
通过游戏玩法,Foldit游戏玩家帮助决定构建HIV相关蛋白并改善有用酶的运动。尽管如此,尽管如此,Foldit游戏玩家可能只与已经存在的蛋白质一起工作。没有方法来设计新的方法。
“设计全天然不存在的全新蛋白质已成为我们长期以来Foldit的目标,”东北大学Khoury计算机科学学院助理教授,高级合着者Seth Cooper说。“这一系列新结果表明这是可能的。”
为了将Foldit直接翻转到蛋白质设计平台,研究人员将生化信息编入体育运动中。这种方法,在Foldit中得分正确的设计师分子可能更容易折叠成现实世界中的假设。
“我们没有给[Foldit玩家]任何讲座或告诉他们阅读任何内容。相反,我们调整了多年来运行游戏的代码,”高级合着者,电脑科学助理教授Firas Khatib表示。马萨诸塞大学达特茅斯分校。
科学家们在实验室检查了由Foldit游戏玩家设计的146种蛋白质。已发现56个是安全的。这个发现提示球员已经产生了一些真实的蛋白质。研究人员收集了有关其中4种新分子的足够信息,指出这些设计采用了他们所谓的建筑物。
“我永远不会相信他们会那么好,但Foldit球员永远不会让我们感到惊讶。” Khatib说。
制作新的蛋白质有点像试图利用可能比人类头发更薄的一百万个实例的绳索打结从未见过的结。到目前为止,只有一小部分顾问,他们掌握了生物分子扭曲和翻转的方式的秘密信息,这些信息非常复杂。大多数人使用自动化分子设计算法,并且大多数设计算法失败的次数远远超过成功。
“我们总是试图让算法更好,但人的因素是关键,”Khatib说。“事实上,通过Foldit设计,玩家甚至发现了Rosetta能量功能的缺陷 - 我们最先进的蛋白质设计方法。”
蛋白质设计是一门不断上升的科学自律。在过去的5年中,蛋白质设计研究所的顾问和他们的同事创造了刺激免疫系统抗癌的蛋白质和其他作为有效候选疫苗的蛋白质。4月,蛋白质设计研究所获得了由TED组织的慈善合作项目The Audacious Project捐赠的4500万美元资金,用于设计基于蛋白质的疫苗,药品和用品。
玩家可以制造以下重磅炸弹吗?
“Foldit球员是研究武器库的新成员,”Khatib说。“它们不是一颗银弹,但它们是一种惊人的资源。”