به نام علم، بپیچانش!
۲۱ اردیبهشت ۱۳۸۷Foldit
یک بازی کامپیوتری انقلابی است که به شما اجازه میدهد در
پژوهشهای علمی مهم مشارکت کنید.
برای اینکه با مفهوم این بازی و هدف طراحان آن پی ببرید، باید
کمی در مورد پروتئینها و اهمیت تاخوردگی یا پیچ خوردن پروتئینها توضیح دهم:
بدن انسان از تریلیونها سلول تشکیل شده است: سلولهای عضلانی،
مغزی، عصبی، خونی و … اما چیزی که واقعا این سلولها را در انجام دادن کارهایشان
توانا میکند، چیزی نیست جز پروتئین. این پروتئینها هستند که غذاها را تجزیه
میکنند، باعث انتقال پیامهای عصبی میشوند و مواد غذایی را در خون منتقل میکنند.
هر پروتئین از زنجیره درازی از اسیدهای آمینه درست شده است.
اسیدهای آمینه، پروتئینهای کوچکی هستند که از کربن، اکسیژن، گوگرد و نیتروژن درست
شدهاند. در مجموع ۲۰ نوع اسید آمینه مختلف وجود دارد که خواص شیمیایی مختلفی
دارند.
اما زنجیره دراز اسیدهای آمینه، به صورت یک زنجیر ساده باقی
نمیماند و تاخوردگی زیادی پیدا میکند تا پایدارترین شکل ممکنه را پیدا
کند. هر پروتئین خاص در موقعیت و شکل خاصی پایدارترین شکل خود را پیدا میکند.
شکل پروتئینها بسیار مهم است، مثلا پروتئینی که گلوکز را
میشکند تا از این طریق انرژی سلولها را تأمین کند، باید طوری شکل بگیرد که به
راحتی قادر به شناسایی گلوکز باشد.
با توجه به این مقدمات میتوان گفت که شناخت ساختمان
پروتئینها، کلیدی است برای فهم چگونگی کارکرد آنها. وقتی ساختمان یک پروئتئین
مشخص شد، میتوان داروها را چنان طراحی کرد که پروتئینهای خاصی را هدف بگیرند.
حتی یک پروتئین ساده و کوچک میتواند به شکلها بسیار متفاوتی
تا بخورد و شکلهای متفاوتی پیدا کند. تنوع بسیار زیادی که هر پروتئین به صورت
بالقوه برای پیچ و تاب خوردن و شکل گرفتن دارد، کار پژوهشگران را بسیار دشوار
میکند چرا که آنها را وادار میکند با صرف پول و انرژی زیاد و بهرهگیری از
کامپیوترها، حالات ممکن تا خوردن پروتئینها را شناسایی کنند.
محاسبه اشکل مختلف تاخوردگی یک پروتئین با استفاده از کامپیوتر
و الگوریتمهای کامپیوترهای، ممکن است در نگاه اول بهترین روش به نظر برسد. اما با
همه تلاش برنامهنویسها، این برنامهها آنچنان که باید و شاید هوشمند نشدهاند.
این برنامهها برای پیشبینی شکل یک پروتئین، سیستمهای کامپیوتری را مجبور میکنند
که همه حالات ممکنه را در نظر بگیرند و میلیاردها محاسبه انجام بدهند. حتی به خاطر
نیازی که دانشمندان و زیستشناسان به ابرریانهها برای این محاسبهها داشتند، آنها دست
کمک به سوی رایانههای شخصی داوطلبانی از سراسر جهان هم دراز کردهاند و از سه سال پیش
از نیروی محاسباتی پردازشگرهای رایانه های شخصی هم استفاده میکنند. در حال حاضر ۲۰۰
هزار داوطلب از سراسر جهان حاضر شدهاند، توان پردازشی رایانههای خود را در زمانی
که کاری با آنها ندارند، در اختیار دانشمندان قرار بدهند.
اما نه ابررایانهها و نه پردازشگرهای کامپیوترهای خانگی
نتوانستند کمک زیادی به محققان کنند. آنها کم کم به این نتیجه رسیدند که چیزی که
نیازمند آن هستند، نیروی پردازش انسانی است و نه الگوریتم های کامپیوتری!
بازی Foldit، دقیقا به همین منظور طراحی
شده است. این بازی با مشارکت دانشمندان دانشگاه واشنگتن و انستیتوی پزشکی هاوارد
هیوز، طراحی شده است. بعد از ثبت نام در سایت و دانلود برنامه ۵۰ مگابایتی، برنامه
ابتدا کاربران را در قالب یک بازی با مفهوم تاخوردن پروتئینها آشنا میکند،
کاربران هیچ نیازی به داشتن دانش بیوشیمی و یا مفهوم حقیقی تاخوردگی پروتئینها
ندارند، برنامه آنها را وادار به بازی میکند و در حین بازی آنها با تا کردن
پروتئینها امتیازهای بیشتری کسب میکنند و به طور همزمان با استفاده از توان
پردازشی خود به دانشمندان کمک میکنند.
شناخت ساختمان پروتئینها کلید درمان بیماری هایی مانند ایدز،
سرطان و آلزایمر است.
ممکن است دانلود یک برنامه ۵۰ مگابایتی برای کاربران ایرانی
ممکن نباشد و شاید آنها علاقهای به این گونه معماهای هندسی و توپولوژی نداشته
باشند، اما چیزی که برای من بسیار جالب بود، فکر بکر دانشمندان برای استفاده از
توان پردازش انسانی، در قالب یک بازی و به صورت اجتماعی برای تحقیقات علمی بود.
