美國名校硬核抗疫遊戲火瞭,20萬玩傢在線科研拯救世界

十三 邊策 發自 凹非寺
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新冠疫情在美國日益嚴重,怎麼辦怎麼辦?

華盛頓大學的科學傢們,準備發動群眾、依靠群眾,用人民汪洋大海一樣的智慧群智群力。

於是這款名為Foldit的益智免費遊戲,火瞭。參與參加可以構建一種蛋白質,來阻止新冠病毒攻擊人類細胞。

而且遊戲是在線的,結束後如果產生瞭有希望抗擊病毒的結果,那麼華盛頓大學蛋白質設計的科學傢們,就會拿這些結果去做測試,甚至是制造蛋白質!

Foldit的確為科研做出過實際貢獻。

Nature雜志在2010年還點名表揚過這款遊戲,因為參與其中的5.7萬名玩傢為科學傢們提供瞭有益的結果,這些結果甚至比某些計算機算法還要好。

目前,懷抱拯救世界之心的20萬遊戲玩傢,已經在爭分奪秒貢獻力量。

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根據Foldit的描述,當冠狀病毒表面上那些尖尖的東西(刺突蛋白),和人類細胞表面的受體蛋白緊密結合時,病毒就會造成感染。

而最近幾周的研究,已經確定瞭新冠病毒刺突蛋白的結構,以及它是如何與人類受體結合。

因此,Foldit就希望通過這樣的遊戲,來尋找一種蛋白質,從而阻止新冠病毒感染人類細胞

那麼這個遊戲具體怎麼玩?

38個關卡,逐步挑戰構建蛋白質

Foldit支持Windows、Mac和Linux三個操作系統,遊戲下載安裝非常簡單(地址在文末)。

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安裝、註冊完畢後,就來到瞭它的初始界面。

中間上下擺動的深紅色刺狀球體,就是冠狀病毒,兩邊橘色和藍色則是蛋白質側鏈。

遊戲的玩法,是通過鼠標改變蛋白質側鏈 (Sidechain)和骨架 (backbone)以及其它一些列復雜結構的位置,來消除病毒。

Foldit 一共設置38個關卡

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第一關,你要用鼠標拖動這兩個側鏈的位置,消除病毒,並讓分數達到7700分。

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第二關展示瞭蛋白質骨架,有時蛋白質骨架距離過於相近,因此,我們在這一關需要拖動蛋白質骨架來移動位置,但同時還需要保證它們之間的緊密結構,分數需要達到6500分。

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同樣,第三關也是需要移動蛋白質側鏈來達到目標分數。

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從第四關開始,就比較復雜瞭,不僅要拖動每個蛋白質側鏈位置來消除病毒,還需要移動到恰當的角度來達到目標分數。

但從第四關開始就會解鎖一個輔助功能“Shake”,可以一鍵讓側鏈擺到理想位置。

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有時,蛋白質骨架的距離又太遠,就會出現“空洞”,此時就需要將蛋白質骨架的距離拉近一些。

與此同時,還需要保證不再產生病毒,這就是遊戲的第五關。

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到瞭第六關,又會解鎖一個強大的工具——Wiggle,可以一鍵提高蛋白質骨架結構。

點擊“Wiggle”鍵後,蛋白質骨架位置就會慢慢改變,分數的進度條也在增長,直到分數達到目標值,任務也就完成瞭!

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下一關開始,為瞭讓提高分數,還會涉及到蛋白質中的氫鍵 (hydrogen bond)的操作。

當下圖中上下兩個“sheet”位置靠近時,它們之間就會產生藍白相間的條形狀物質,這就是氫鍵。

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越往後的關卡會涉及更多復雜的結構,比如解決疏水性(hydrophobic)側鏈問題、匹配“sheet”等等。

當然,在闖關的時候,肯定會遇到各種各樣棘手的問題。

別急!Foldit的在線模式,能讓你實時和其他玩傢交流(前提是你的英文需要先過關……)。

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遊戲官網上,還展示瞭分數靠前的團體、個人等排名,如果你的成果拯救瞭世界, 不怕沒人知道。

目前,遊戲已經吸引瞭20萬用戶,其中名為Go Science團隊,在團體或個人的排名方面都比較突出。

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為何要研究蛋白質折疊?

免疫系統中的抗體是一種特殊的蛋白質,它通過特定形狀的折疊結構,可以抓住對應的某一種病毒。

如果能搞清楚抗體的結構,就能更好的幫助我們區對付新冠病毒。

冠狀病毒的特點是它表面上有一種刺突蛋白,蛋白與人類細胞表面上的一種受體蛋白緊密結合,幫助病毒進入人體細胞。

一旦冠狀病毒刺突與人類受體結合,病毒便可以感染人類細胞並復制。

現在研究人員已經確定,新型冠狀病毒和SARS病毒都是通過刺突蛋白(S蛋白)與人體ACE2受體結合。

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如果我們可以設計與這種冠狀病毒刺突蛋白結合的蛋白,就可以用來阻止與人體細胞的相互作用並阻止感染。

所以Foldit最近增加瞭一個新的關卡,把科學傢最新研究成果的實物加入到遊戲中。

遊戲裡蛋白質的骨架和大部分側鏈都被完全固定。玩傢需要在此基礎上設計一種與側鏈結合的新蛋白質,從而阻止病毒與人類受體的相互作用。

為瞭結合冠狀病毒靶標,玩傢需要在結合位點與刺突蛋白設計大量接觸點以及氫鍵,使蛋白質能正確折疊。

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玩傢設計出的結構可以提交到社群內,供其他玩傢甚至是科學傢參考。簡直就是死宅們夢想的遊戲拯救世界。

買遊戲機也能抗疫

其實,不僅玩PC遊戲能為抗病毒做出貢獻,買遊戲機回來放著不玩也是可以的。

斯坦福大學的Pande實驗室為蛋白質折疊的研究,開發出[email protected]計劃:用計算機模擬蛋白質分子的折疊。

遊戲機當然也能算計算機——如果一臺遊戲機的算力不夠,就把全世界幾千萬玩傢聯合起來。

參與[email protected]項目的公司還有索尼、英偉達等等。到這裡相信你也能猜到瞭,沒錯,就是索尼的PS遊戲機!

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2006年,索尼和斯坦福大學合作,共同在PS3上推出瞭[email protected]應用程序。隻要玩傢不在玩遊戲,PS3就會利用閑置資源來計算。

計算蛋白質的折疊更依賴於GPU算力,而當時的PS3遊戲機在圖形方面的算力首屈一指,甚至超過很多臺式機,因此也更適合用來計算蛋白質折疊問題。

更厲害的是,PS3還具有將數據快速傳輸到GPU的能力,最終在屏幕上顯示出實時的原子級蛋白質動力學可視化結果。

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2012年11月,索尼終止瞭在PS3上對[email protected]的支持。

在它6年的生命周期中,總共超過1500萬用戶下載瞭這款應用程序,為它貢獻瞭超過1億小時的計算時間,極大地協助瞭與蛋白質相關的疾病研究。

One More Thing

當然,關於“抗疫”遊戲,今天還有一件事備受爭議。

瘟疫公司在國內App Store下架後,現在出現瞭一款與之類似的國產遊戲“疫情解藥”,但網友很快發現:它從界面和玩法上都和瘟疫公司高度相似。

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有山寨嫌疑不說,價格也受到爭議,比瘟疫公司高出很多:每周98元、自動續訂。

也就是說,如果你忘瞭取消,那麼這個遊戲玩一個月就要花掉400元。

也可能是考慮到價格太高,這款遊戲現在推出瞭3折限時優惠活動。

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然而即便如此,如此行徑和吃相,讓很多業內外網友都看不下去:

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所以相比之下,Foldit就顯得更良心且公益。

完全免費,還能為研究蛋白質做出一些微小的工作。

你怎麼看?

傳送門

遊戲下載地址:https://fold.it/portal/node/2008926

[email protected]項目:https://foldingathome.org/

參考鏈接:https://venturebeat.com/2020/03/03/coronavirus-inspires-university-of-washington-to-create-protein-folding-puzzle-game/

— 完 —

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Published in News by Awesome.

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