Геймеры справились с научной работой лучше суперкомпьютера

Белки — это полимеры, состоящие из молекул аминокислот. В живых системах каждый белок имеет строго определенную пространственную организацию, но ее невозможно предсказать однозначно, даже зная последовательность составляющих белок аминокислот. Различные части белка организованы так, чтобы итоговая конструкция обладала минимальной свободной энергией по сравнению с другими возможными вариантами.

Сейчас для предсказания структуры белков используются компьютерные программы, перебирающие возможные варианты сворачивания белка, и определяющие, какой из них является наиболее вероятным. Такие программы требуют очень серьезных вычислительных мощностей — с ними могут справиться только суперкомпьютеры. Кроме того, такие программы нередко опираются на распределенные вычисления. Соответствующее ПО устанавливают добровольцы по всему миру, и их компьютеры занимаются подбором структуры в свободное от основной работы время.

Обычно компьютерные программы очень эффективно вычисляют оптимальную конфигурацию белка в целом, но на последних этапах начинают «буксовать». Авторы новой работы решили задействовать на этих этапах людей — в 2008 году они создали игру Foldit. Пользователи вручную «гнут» части белков, а компьютер определяет, насколько низка энергия получающихся конструкций. Анализ результатов, полученных лучшими игроками в Foldit, показал, что для 10 белков полученные ими пространственные структуры оказались более похожими на конформацию, предсказанную учеными, чем конформации, полученные компьютерными программами.

В настоящее время ученые ждут результатов рентгеноструктурного анализа этих 10 белков — очень трудоемкого метода, который позволяет выяснить, как именно свернут белок.

В ближайшем будущем авторы Foldit намерены проанализировать стратегии лучших игроков, чтобы попытаться использовать их для создания более эффективных компьютерных программ. Кроме того, ученые планируют разработать аналогичные игры для создания новых белков, которые могли бы выполнять те или иные важные медицинские задачи.