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把科学变游戏: 线上游戏玩家打败了科学家，发现更多不同的蛋白质形状

Foldit玩家做出的结构，来解释我们所知的酵母蛋白质， YPL067C。HOROWITZ ET AL/NATURE COMMUNICATIONS

建立蛋白质的形状对科学来说是一项重大的挑战。但是，把这个问题转移到游戏上来，会加速对解决方案的搜寻。Foldit的线上玩家团队在比赛完成可能的形状同时，也比科学家或这类的电脑程式找到了更好的解决方法。被击败的研究人员可能自尊心会受损，但问题的解决补偿了他们的自我挣扎。

几年来，科学家一直在利用电脑的闲置处理能力，来分析难处理的数据，大部分的数据是在著名的[email protected]。在那里，来自射电望远镜的数据被分配到3百万台电脑，来搜寻可能的外星讯号。

面对问题，电脑依然不是那么的好用。密西根大学的Scott Horrowitz博士，把电脑的闲置处理能力转移到玩家的头脑。他雇用469位Foldit玩家、2位专业晶体学家(crystallographer)以解出蛋白质形状当他们日常工作，以及61位在他任教的大学的大学生。两个为这个目的而设计的电脑程式被给予相同的问题，让他们忙不完。

所有的人和电脑都给予酵素蛋白质YPL067C的电子密度图(electron density map)和序列(sequence)，然后进行挑战，来做出它的形状。晶体学家和学生是独立工作，但游戏玩家则是组成一个团队。

这些结果发表于自然通讯期刊(Nature Communications)。当一群Foldit玩家比更有经验的人做出更符合的解决方法时，证明了三个臭皮匠胜过一个诸葛亮。一位Foldit玩家提供了几个最后形状的特别重要的元件，但获得小组其他成员精链的宝贵协助。

Foldit玩家对于蛋白质YPL067C模型开发的几个阶段Horowitz et al/Nature

Horowitz说：“我看见这些玩家从这场游戏里学到关于蛋白质有多少，我们花了好几个星期尝试把这个塞进学生的脑袋，以及让Foldit玩家觉得好玩而自然地学习。”

Foldit玩家使用一种不同于晶体学家和学生的方法，有可能是不断地有人学习其他人的解决方法而做出更好的解决方法。电脑演算法大体上做出比任何一组人所做的还差。

蛋白质含有非常多的原子，因此可以有大量的方法来组成。然而要找到黏结它们的药物，作出确实的结构是必要的。网络漫画XKCD的创造者Randall Munroe写出解决蛋白质折叠(protein fold)是一个相当有挑战的问题：“有人可能在有一天会找到更难的。”估算过有85%的结构，分子生物学家把它当作是近似蛋白质的形状，包含可识别的错误；这会逐渐损害进一步的研究。”

有一些技术，例如X光绕射(X-ray diffraction)，能够让我们得到一些蛋白质形状的想法。但这个问题是如此有挑战性，以至于著名的英国化学家George Sheldrick说：“在高解析度数据上的高分子精炼从未结束，只有放弃。”藉由掳获游戏族群的热忱，Horowitz也许可以确信问题从未真正的放弃，也没有无法解决的事。