LEDER Helt nye metoder inden for genom- og proteinforskningen: Borgerinddragelse ” Åbne computerspil er et interessant eksempel på, hvordan løsningen af et komplekst videnskabeligt spørgsmål kan findes ”Phylo”, ”EteRNA” og ”Foldit” er navnene på en ny type gratis, online computerspil, hvor man via nettet inddrager ukendte spillere, såkaldte ”citizen scientists”, i at løse ægte videnskabelige problemstillinger. De tre spil nævnt her vedrører det protein-teknologiske område og handler om hhv. sammenligning af genomers DNA-sekvenser, design af RNA og design og foldning af proteiner. Forskningsopgaven løses dermed i et åbent laborato- rie, hvor spillerne scorer point på at løse disse reelle forskningsfaglige problemstillinger, som man ikke har en optimal løsning på i forvejen. De her nævnte eksempler er samtidig områder, hvor størrelsen af udfaldsrummet er enormt stort. Dvs. hvor eksisterende algo- ritmer må benytte for mange restriktionsregler, da datakapaciteten til løsning via komplet sammenligning af de mulige udfald overgår dét, selv de stærkeste computere kan klare. ”Phylo” startede allerede i 2011, fordi det ikke var muligt at sammenligne større genomsekvenser, som indeholder milliarder af nukleotider, uden at indføre forskellige begrænsende restriktioner i algoritmen. Samme type problem gælder for RNA design og protein-foldning, hvor det erkendes, at for mange restriktioner begrænser prediktion og design af nye RNA og proteinmolekyler. ”EteRNA” fik hurtigt over 37.000 deltagere og i spillet ”Phylo” nåede man op på at modtage i alt over 250.000 mulige løsninger på et halvt år fra mere end 12.000 deltagere (heraf var ca. 25 procent på adskillige gange). Mens deltagerne spiller, sammenlignes resultaterne på et overordnet plan af udbyderne, som i disse tilfælde er forskellige universitetsmiljøer. ”Phylo” udbydes af McGill University, Canada, ”EteRNA” er et samarbejde mel- lem Carnegie Mellon og Stanford University, USA og ”Foldit” udbydes af University of Washington, USA. Denne nye udnyttelse af kollektiv intelligens eller ”crowd sourcing” er relevant, fordi mange forskellige løsninger og tilgange kan afprøves. På denne måde opstår muligheden for at finde det optimale udfald. Som bekendt er for eksempel korrekt foldning af et protein en helt afgørende forudsætning for proteinets optimale biologiske funktion. Foldningen sker til den laveste energi-tilstand. I ”Foldit” scores resultatet via en energiberegning i Rosetta-program suiten, efter at deltagerne præsenteres for en amino- syresekvens (Rosetta er udviklet af David Bakers gruppe ved University of Washington. Den basale del af programmet er gratis til ikke-kommerciel brug). Nogle af de protein- designs, som er opstået i spillet ”Foldit”, er blevet brugt i ægte forskningsprojekter, og det seneste nye er, at deltagerne herudover selv kan generere nye sekvenser og dermed designe nye proteinstrukturer, som nu har medført, at der er lavet syntetiske proteiner designet fra scratch (se https://fold.it/portal/). Disse spil er et interessant eksempel på, hvordan løsningen af et komplekst videnskabe- ligt spørgsmål kan omdannes til et moderne computerspil. Sådanne åbne computerspil er samtidig en metode til at oplyse samfundet om forskning på, her for eksempel specifikt om molekylærbiologiske emner, eksempelvis hvordan et funktionelt protein afhænger af et korrekt fold. Det her kan også være en ny måde at tiltrække og udvikle forskningstalen- ter til de vigtige STEM-uddannelser (Science, Technology, Engineering, Mathematics)! Glædelig jul. Anne Meyer, DTU 4 Dansk Kemi, 100, nr. 8, 2019 -
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her