Onko Videopeli Parantanut Hiv: Tä?

{h1}

Onko videopeli parantanut hiv: tä? Opi, kuinka monet pelaajat saattavat löytää hiv: n parannuksen videopelien kautta.

Videopelien pelaaminen ei ole täsmälleen raketti tiede, mutta Foldin ansiosta se voi olla molekyylibiologia.

Järjestä.

Washingtonin yliopiston tutkijoiden vuonna 2008 kehittämä moninpeli-online-peli lisää ihmisten mielen taitoa kymmeniän tuhansien pelaajien aivokapasiteetin avulla. Yksin ja ryhmissä nämä amatööri-analyytikot kutovat hämmentävän hämmentävän pulmapeliin hämmentävää molekyylibiologiaa tänään: kuinka yksittäiset proteiinit ja niiden komponentti-aminohapot taittuvat.

Vastaus on arvokkaampi kuin ylistysoikeudet tai saavutuksen avaaminen (pelaaminen puhuu, kun pelaaja suorittaa erityisen mahtava tehtävä); se tarjoaa keinot toimittaa lääkkeitä, jotka saattavat jonain päivänä lopettaa sairaudet, kuten ihmisen immuunikatovirus (HIV), jotka ovat kuolleet jäljillä.

Ei ole ihme, että tällainen liikuttelu johtui siitä, että Nature Structural & Molecular Biology -lehdessä julkaistussa 2011 julkaisussa kerrottiin, että Foldit-pelaajat olivat selvittäneet avainproteiinin Mason-Pfizer-apinan virus (MPMV), HIV: n simianversio, joka oli estänyt tutkijoita yli vuosikymmenen ajan.

Kuten John Henry vs. höyryvasara tai Garry Kasparov vs. Deep Blue, Foldit-pelaajat osoittivat, että ihmisillä on vielä yksi tai kaksi opettaa koneita; toisin kuin Henry, joka kuoli, tai Kasparov, joka menetti rematchin, proteiiniin taitavilla pelaajilla on vielä reuna supertietokoneiden raa'at voima-numeroiden rypistymisestä.

Ymmärrä tämän saavutuksen laajuus ja se, mitä se voi merkitä HIV: n tulevaisuudelle, katsokaamme, miksi ymmärtää, kuinka proteiinin taittuminen on niin tärkeää.

Proteiinin teho

Tässä on nopea, visuaalinen erittely, josta käy ilmi, miten proteiinit sopivat geneettiseen meikkiimme.

Tässä on nopea, visuaalinen erittely, josta käy ilmi, miten proteiinit sopivat geneettiseen meikkiimme.

Proteiinit ovat vastuussa lukuisista elimistön toiminnoista, kaikesta muuttaen ruoan energiaan toimittamaan kemiallisia viestejä. Jokainen proteiinin omituinen origami määrittää sekä sen roolin että sen kyvyn kytkeytyä muihin molekyyleihin. Se on kuin proteiini oli ketju, joka koostui tuhansista lukkojen muodostamasta ketjusta. Jos halusitte suunnitella huumeita, jotka vaikuttavat siihen, sinun pitäisi tietää, mitkä lukot on käännetty ulospäin ja missä kuvioissa, niin että voit leikata joukon avaimia, jotka sopivat niihin.

Erityisillä proteiineilla on keskeisiä osia avaimen ketjuissa tapahtumista. Tutkijat palkitsevat nämä proteiinit, koska ne edustavat haavoittuvuutta, jota he voivat hyödyntää taudin hidastumiseen tai pysäyttämiseen, mukaan lukien retrovirukset kuten HIV ja MPMV. retrovirus on virus, joka kantaa sen geneettisen informaation ribonukleiinihappo (RNA) DNA: n sijasta. Nämä virukset transkriboivat RNA: nsa DNA: ksi päinvastoin ja pysyvät geneettisen koodin pysyvästi infektoidun solun genomiin ja transformoivat sen tehdasksi, joka tuottaa enemmän retroviruksia.

Retrovirukset käyttävät kutsuttua proteiinikatalyyttiä proteaasientsyymiä osana heidän lisääntymisprosessiaan. Kyseisen proteiinin estäminen heittää apinavaimen retroviruksen tuhoamisen koneeksi. Itse asiassa tällaisia ​​proteaasi-inhibiittoreita käytetään jo AIDS-potilailla HIV-infektion hoitoon [lähde: Britannica].

Valitettavasti tällaisten proteiinien rakenteen kiihdyttäminen on yksi vaikeimmista palapeleistä, joista tiedämme. Kuvittele, että täytät jättiläisen laatikon, jossa on takertuneita joulukuusen valoja, käytät Slinky-leluja, piikkilankaa, kankaita ja sähkömagneetteja, ravistelemalla sitä ja kääntämällä sitä ympäriinsä ja yrittäen lopulta keksiä mitä muotoa olet tehnyt. Sinä olet vain aloittanut tämän tehtävän monimutkaisuuden pinnan. Proteiinit voivat koostua useammasta kuin 10 000 atomista, muodostaen ketjuja, aliketjuja ja sidoksia lukemattomissa yhdistelmissä; itse asiassa on enemmän tapoja taittaa proteiini kuin on atomien universumissa [lähde: Bohannon].

Tällainen monimutkaisuus on enemmän kuin edes supertietokone voi joskus käsitellä, varsinkin koska tietokoneet eivät ole erityisen hyviä työskentelemään kolmiulotteisia muotoja. Niinpä tutkijat alkoivat etsiä nopeampaa ja tehokkaampaa keinoa proteiinirakenteiden pilkkomiseksi. Heidän ratkaisunsa? Käytä ihmisen aivojen luonnollista spatiaalisen analysointikyvyn. Foldit syntyi. Lähes välittömästi se alkoi maksaa osinkoja.

Seuraavassa osassa tarkastelemme tarkemmin, miten Foldit toimii, mitä pelaajat ovat saavuttaneet sen kanssa ja ovatko he parantaneet HIV: n vai ei.

Molekyylinen kelloa

Olennaista osaa kelloseppästä koostuu kokoelman herkkien osien kokoamisesta mahdollisimman pieneen tilaan, samalla kun varmistetaan, että tiukat neljännekset eivät häiritse ajastimen toimintaa.

Folditissa pelaajat käyttävät yksinkertaista työkalupakettia proteiinin muodon manipuloimiseksi. Ajatuksena on taivuttaa, kierrättää, liikkua ja ravistaa proteiinin sivuketjuja ja aminohappoa, niin että koko rakenne pakataan optimaaliseen muotoonsa. Pelaajat tietävät, että heidän ratkaisunsa toimii, kun he päästävät eroon atomien sivuketjujen välisistä törmäyksistä, piilottavat hydrofobiset ketjut proteiinin sisällä, kohtaavat hydrofiiliset ketjut ulospäin ja poistavat suuret tyhjät tilat, jotka uhkaavat proteiinin stabiilisuutta - kaikki heijastuvat niiden pisteet.

Pisteet ja säännöt, jotka koskevat sallittuja liikkeitä, perustuvat fysiikan lakien ohjaukseen, jotka ohjaavat proteiinin taittumista. Termodynamiikka kertoo, että luonnolliset järjestelmät pyrkivät kohti alemman energian tilaa. Muitakin fyysisiä lakeja, kuten vastakkaisten maksujen keskinäistä vetovoimaa, samanlaisten maksujen hylkäämistä ja rajoituksia, jotka koskevat atomisidosten järjestämistä ja pyörittämistä, on myös rakennettu.

Foldit-ohjelma tiivistää yksityiskohdat muotoon, jonka silmä voi nähdä ja aivot voivat ymmärtää.Fysiikkaa käsitellään kulissien takana, vapauttaen pelaajat manipuloimaan muotoja huolellisen analyysin avulla, suolen vaisto tai mikä tahansa menetelmä sopii niihin.

Vuoden kuluttua sen käyttöönotosta Foldit-pelaajat tuotti proteiini-folding -ratkaisuja, jotka ylittävät molekyylibiologien toimittamat. Innokas aikaisempien menestystarinoiden ansiosta Folditin tekijät sovelsivat ohjelmaa muille proteiineille ja toimeksiantajille suunnittelemalla uusia proteiineja taistelemaan syöpää, aidsia ja Alzheimerin tautia vastaan. Esimerkiksi p53-tuumorin suppressoriproteiini vaurioituu monissa syöpäpotilailla. Jos se korjataan tai korvataan, tällainen proteiini saattaa lopettaa kasvaimen kasvun.

MPMV: n proteaasentsyymi on menestyksekkäästi hämmentynyt Folditin uran pääkallioon asti. Ennen kuin he pääsivät sinne, pelaajat kurotivat kymmeniä tuhansia yhä parantavia prototyyppejä, kunnes alle kolme viikkoa niiden alkamisen jälkeen he olivat ratkaisseet tämän erityisen proteiini-palapelin [lähde: Niemeyer]. Se ei ollut parannuskeino HIV: lle, mutta retrovirusperheen muistuttavuuden ansiosta MPMV: n proteiinikatalyytti auttaa tutkijoita rakentamaan parempia antiretroviraalisia lääkkeitä HIV: n torjumiseksi.

Foldit ei ole ilman rajoituksia eikä Rosettan kivi kaikille proteiineille. Kuitenkin se mahdollisti joukko pelaajia ennustamaan sellaisen proteiinin rakennetta, joka oli vastustanut kaikkia perinteisiä lähestymistapoja ja joka yksinään oikeuttaa sen arvon välineenä molekyylianalyysille.

Crowdsourcing ja Distributed Computing

Yhä useammat tutkijat hyödyntävät joukkoliikennettä ideoiden halvalla tuottamiseksi ja tuovat monenlaisia ​​näkökulmia tutkimuskysymyksiin. Foldit on tietokoneavusteinen muoto crowdsourcing, mutta väkijoukot voivat myös auttaa tietokoneita. Esimerkiksi hajautettu laskenta, ihmiset vapaaehtoisesti käyttävät tietokoneen joutokäyntiä ongelman ratkaisemiseen. Yksittäisesti nämä käsittelysyklit eivät ole kovinkaan tärkeitä, mutta ne yhdistyvät virtuaaliseen supertietokoneeseen. Ulkomaailman älykkyyden SETI @ home -ohjelman etsimisen myötä hajautettu tietojenkäsittely auttaa myös valkuaisaineiden rakenteita. Rosettin @ home, joka on kehitetty myös Washingtonin yliopistossa, on asennettu satoihin tuhansiin isäntäkoneisiin, mikä tarjoaa arvokkaan vaihtoehdon perinteisemmille proteiinien analyysitekniikoille, kuten Röntgenkristallografia ja ydinmagneettisen resonanssispektroskopian (NMR).


Video Täydentää: Viikonloppuna viilenee.




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com