从电子游戏中诞生的论文

2021-10-28 02:29江一
思维与智慧·下半月 2021年10期
关键词:逆转录酶电子游戏科学家

江一

玩游戏可以写论文?确实如此,而且还是篇能发在世界顶级期刊《自然》和《科学》上的高质量论文。现在行动起来,说不定下一次,你的游戏ID就能出现在文章作者栏中。

游戲玩家“写”论文

2010年7月、8月,一个科研团队先后在《自然》和《科学》杂志上发表了两篇文章,这两篇文章的作者人数可算开创了记录,足足高达5.7万名,论文的作者所属科研机构处则写着“全世界”。这是什么意思,难道真有这么多人共同进行了某一项不为人知的“秘密研究”?

其实,5.7万名作者指的是一款游戏的玩家。美国华盛顿大学的一些计算机学家和生物化学家开发了一款名为Foldit的游戏,这是一个进行蛋白质折叠的电子游戏,给玩家提供一些“氨基酸”和“多肽”,让他们试着组装出简单的蛋白质结构。玩家组装出的“蛋白质”越接近真实的蛋白质结构,得分就会越高。

在通常的实验中,生物学家会根据DNA序列和蛋白质组装规则等原理来猜测一个新蛋白质的结构,这个过程单调又缓慢,而通过这款游戏,玩家们集思广益,比几个科学家苦思冥想的速度快得多。比如艾滋病病毒在活体细胞中用于自我复制的逆转录酶,这是RNA病毒具有感染性最关键的一种酶,科学家们花了15年的时间都搞不清楚这个蛋白质的三维结构,但在游戏中,玩家们仅用了10天时间就“拼出”了逆转录酶的结构,这一结构随后通过实验得到了证实。了解了逆转录酶的结构后,科学家们将能更快地开发出具有针对性的药物。

有了这个游戏,当科学家们再发现新蛋白质时,只要将原料提供给玩家,将能在短时间内获得大量蛋白质的可能结构,科学家只需要再验证其中符合规则的结构即可,这将大大缩短新蛋白质结构的研究时间。目前,这个游戏已被用于寻找艾滋病、疟疾、癌症、阿尔茨海默病以及其他疾病的致病相关蛋白等研究中了。

玩家用Foldit拼出的

蛋白质结构图

无独有偶,2014年,一篇题为“来自大型开放实验的RNA设计规则”的论文发表在美国期刊《国家科学院院刊》上,署名作者多达3.7万人,他们的名字都在附录中被写了出来,这一大批人也是一个名为“EteRNA”的游戏的玩家。这个游戏是由美国卡内基梅隆大学的两位教授开发的,玩家在游戏前将获得有关RNA分子结构的基础知识,之后根据指令将RNA分子折叠成稳定的结构。与此同时,实验室的工作人员也将测试玩家们创建的分子结构,并将测试结果与新一轮任务发回给玩家。玩家们的“成果”最后就汇聚成了这篇论文。

(孤山夜雨摘自《科学之谜》2021年第4期)

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