Tajemnica wirusa HIV rozwiązana przez … miłośników gry Foldit

Adepci pewnej gry on line, czyli internetowej gry wideo Foldit, dostarczyli właśnie bardzo poważną podpowiedź naukowcom w walce z wirusem HIV. Udało im się bowiem odkodować w ciągu trzech tygodni strukturę enzymu bliskiego enzymowi wirusa wywołującego AIDS, co było tajemnicą trzymającą naukowców w szachu od dziesięciu lat.

Odpowiedź przyszła stąd, skąd jej się świat badawczy zupełnie nie spodziewał.

Co to jest Foldit?

Foldit jest eksperymentalną grą wideo, opracowaną w 2008 roku. W jej stworzeniu udział wzięły departamenty informatyki i biochemii Uniwersytetu Washington w Stanach Zjednoczonych. Gra ta jest dostępna dla wszystkich w sieci.

Celem gry Foldit jest umożliwianie graczom rozwiązywanie problemów, z którymi ciągle zdarzają się komputery. Szczęśliwym zbiegiem okoliczności, tym razem chodziło rozwiązanie tajemnicy, w jaki sposób układa się dana molekuła, aby utworzyć strukturę trójwymiarową, aby w ten sposób powołać do życia proteinę.

Od ponad dziesięciolecia bowiem, badacze gimnastykowali umysły nad pewnym enzymem. Jednakże, bezskuteczenie.

Wyjaśnienia

Chodzi tutaj o enzym, nazywany proteazą wirusową, który jest używany przez różne retrowirusy, takie jak wirus HIV. Naukowcom nie udawało się określić dokładnej struktury tej molekuły, aż do tej pory. Z wielką szkodą dla chorych i dla świata nauki, ponieważ ten typ enzymów, odgrywa fundamentalną rolę dla sposobu, w jaki proliferują te wyjątkowe wirusy (czyli retrowirusy).

Naukowcy byli przekonani co do tego, że jeśli uda się zablokować działanie tego enzymu, uda się również odnaleźć nowy trop terapeutyczny. Oznacza to, że przy nieznajomości dokładnej struktury tego enzymu, niemożliwe było określenie substancji zdolnych do jego eliminowania, ani do określenia jego stref, które powinny stać się celem potencjalnego leku.

A dzisiaj problem ten jest już rozwiązany. Odpowiedź znajdujemy w naukowym przeglądzie Nature Structural & Molecular Biology, który opublikował strukturę w 3D tego enzymu.

Ale wyczyn ten nie zmobilizował jedynie naukowców. Klucz do tych prac został dostarczony przez ... amatorów gry wideo on line, ochrzczonej Foldit, których nazwiska znalazły się zresztą pośród nazwisk współautorów badania.

Foldit i Rosetta

Jak wyjaśnia jeden z twórców gry Foldit, Seth Cooper, ludzie mają zdolność do przestrzennego rozumowania o wiele większą niż zdolności komputerów, więc gracze postanowili to wykorzystać. A dla tego konkretnego celu – czyli do odkrycia struktury proteazy wirusowej – do gry zasiadło przed swoimi komputerami tysiące graczy na całym świecie, niezależnie od płci i wieku, którzy zostali podzieleni na konkurujące ze sobą grupy, żeby było ciekawiej.

Wszyscy, podłączeni do cyberprzestrzeni, zręcznie manipulowali łańcuchami aminokwasowymi. Łańcuchy aminokwasów to jakby podstawowe cegiełki, które składają się na proteiny. Składając je więc i rozkładając, we wszystkich możliwych kombinacjach, jakie tylko byli sobie w stanie wyobrazić, gracze próbowali uzyskać realną strukturę.

Jednocześnie, wspomagali się oni również programem informatycznym, nazwanym Rosetta. Skąd taka nazwa? Od słynnego kamienia z Rosetty, dzięki któremu znakomity uczony Champollion odszyfrował egipskie hieroglify.

A w końcu, modele protein przesyłane przez graczy drogą internetową, okazały się tak bliskie rzeczywistości, iż badacze potrzebowali zaledwie jeszcze tylko kilku dni, aby je starannie dopieścić i ustalić dokładną strukturę proteazy wirusowej. W ciągu trzech tygodni w sumie, zagadkę rozwiązano.

Jakieś konkluzje?

Rezultaty opublikowane w naukowym przeglądzie Nature Structural & Molecular Biology pokazują, że łącząc wiedzę, grę i informatykę, można dokonać postępów, których do tej pory nie byliśmy w stanie nawet brać pod uwagę, mówi Seth Cooper.

Teraz, badacze mają nadzieję, iż uda im się wykorzystać to kluczowe odkrycie, aby przyśpieszyć badania dotyczące leczenia antyretrowirusowego.

Miliony chorych na tym świecie z pewnością się ucieszą...