I nesten femten år har vitenskapsfolk og forskere strevd med å knekke gåten bak den mystiske M-PMV-retrovirusproteasen. Forskerne har en sterk mistanke om at denne proteasen (et vanskelig ord for et enzym som spalter og bryter ned proteiner) spiller en kritisk rolle i hvordan noen virus, inkludert HIV/AIDS, multipliserer seg.

Utallige tester og forsøk på å finne ut hvordan proteinet er bygd opp har feilet, helt til forskerne fant frem til «Fold It»-prosjektet.

«Fold It» er et spill satt sammen av forskere ved avdelingene for datateknikk og biokjemi hos universitetet i Washington som lar spillerne hjelpe til med å kartlegge oppbygningen av et protein – noe som kan hjelpe til i utviklingen av medisiner mot alvorlige sykdommer.

Det ble satt en tidsramme på tre uker for spillerne å prøve seg på enzymet, en ramme som det viste seg var i lengste laget.

 

Slik ser det ut i «Fold It».

- Gir mulighet for design av medisiner

I en artikkel i journalen «Nature» slår «Fold It»-skaperne fast at de ved hjelp av helt vanlige dataspillere knuste problemene med M-PMV etter bare ti dager. En gruppe spillere greide i samarbeid å konstruere et virtuelt protein som matchet observasjoner gjort av forskerne under mange andre tester.

Ikke bare det, men forskerne kunne bruke denne informasjonen til å sikte seg inn på enkelte biter som kan være spesielt mottakelig for medisiner som kan blokkere enzymet.

- Dette kan potensielt gi oss en mulighet for design av medisiner, inkludert anti-HIV-medisiner, heter det i artikkelen.

Spillet har siden 2007 samlet en brukermasse på 236 000 gamere som hjelper til i forskernes verden. Men for å vite hvordan et forholdsvis enkelt spill kan være til hjelp for å løse for eksempel kreftgåten, må vi først vite grovt hvordan proteiner fungerer, og hvordan forskerne bruker denne informasjonen.

Forskere legger ut informasjon om hva proteinet de skal forske på vil brukes til, eller et protein som ikke er stabilt nok. Så er det opp til spillerne – godt hjulpet av kraften til en datamaskin – å prøve seg fram til et «protein-design» som fungerer best.

Når spillerne «bretter» de forskjellige proteinstrukturene, er det for å se hvilken form som er mest stabil under forskjellige omgivelser. Når forskerne vet nøyaktig hvordan proteinet de forsker på er bygd opp, kan de mer effektivt produsere eventuelle vaksiner eller medisiner for å motvirke sykdommer.

 

- Får frem det beste fra både menneskene og datamaskinene

Proteiner er noe som finnes i alt av levende vesener på jorda, fra mennesker til virus - planter og kyr. Proteinene finnes inni hver eneste levende celle, og er det som gjør at cellene kan fungere slik de gjør. De lar oss for eksempel bryte ned mat for å få energi, sender informasjon fra hjernen til musklene, eller frakter næring gjennom blodet.

Det finnes tusenvis av forskjellige proteiner, men de har veldig mye til felles.

På nesten samme måte som et molekyl er bygd opp av flere atomer, er et protein bygd opp av hundrevis av ørsmå aminosyrer. Det er hvordan disse byggeklossene, aminosyrene, ligger inni proteinet som bestemmer egenskapene til dette, men det er både tidkrevende, møysommelig og dyrt arbeid å finne ut akkurat hvordan disse proteinene er oppbygd.

Et protein med tusenvis av slike byggeklosser har et ekstremt stort antall mulige kombinasjoner, langt mer enn selv en svært kraftig datamasin greier å håndtere nøyaktig.

Utviklerne bak «Fold It» håper at den menneskelige hjernen vil fungere bedre til å løse problemene slik «bretting» medfører enn å kjøre problemene gjennom dyre supercomputere som ofte ikke kommer frem til noe som kan brukes.

- Mennesker har en mer logisk tilnærming til plassering av ting i en tredimensjonal verden, noe datamaskiner ikke er så flinke til enda, sier «Fold It»-designer Seth Cooper.

- Spillet fungerer som en måte å få frem det beste fra både menneskene og datamaskinene.

 

Også til hjelp med Alzheimer- og kreftforskning

Aminosyrene ligger som lange tråder inni proteinet, men et protein vil alltid «klumpe seg» sammen til en form som er lik hver eneste gang. Derfor er det viktig at aminosyrene kommer på riktig plass før den såkalte brettingen (sammenklumpingen) skjer.

Spillet lar brukerne selv flytte rundt på byggeklossene i lange trelignende strukturer før datamaskinen klemmer det hele sammen til et protein og kjører simuleringer for å finne ut om den holder mål. Jo bedre plassert aminosyrene er, jo mer stabilt blir proteinet - og desto høyere poengsum får spilleren.

For å holde på interessen blant spillerne settes de opp mot hverandre i highscore-lister der de fortløpende kan se hvordan de gjør det mot andre.

I virkeligheten vil en feilbretting i et protein, der ting ikke ligger der de skal, potensielt være ekstremt skumle greier. Det er takket være proteiner med feil i seg at vi har sykdommer som Alzheimer, Parkinson's og flere typer kreft. Denne typen forskning vil derfor kunne ta for seg en rekke forskjellige feil, ikke bare HIV/AIDS.

Takket være hjelpen fra helt vanlige dataspillentusiaster har «Fold It» i tillegg til dette gjennombruddet i HIV/AIDS-forskningen også tidligere hjulpet til med blant annet Alzheimer- og kreftforskning.

Med tanke på hvor uferdig spillet fortsatt er (det er enda ikke ferdig i beta-testingen), hvor langt teknologien vil komme i nær fremtid og med flere spillere engasjert i prosjektet vil det bli interessant å følge med videre.

 

Kanskje vil vi en gang, om ikke så alt for lenge håper vi, rett og slett spille oss frem til en kur til en stor sykdom?

Kommentarer