Jogadores do Foldit resolveram um quebra-cabeça de proteína de uma década em semanas

A estrutura da protease retroviral M-PMV, uma enzima central para a forma como um vírus semelhante ao da AIDS em macacos amadurece e se replica, havia escapado aos biólogos estruturais por mais de dez anos. A cristalografia de raios X forneceu dados incompletos, e os algoritmos de computador que os pesquisadores usavam para inferir formas tridimensionais de proteínas a partir desses dados — buscas exaustivas, por força bruta, através de números astronômicos de dobramentos possíveis — continuavam falhando em convergir para uma resposta plausível. Resolvê-la importava diretamente para o desenho de fármacos contra a AIDS, já que conhecer a forma da enzima revela onde um fármaco poderia se ligar e desativá-la.

O Centro de Ciência de Jogos da Universidade de Washington já havia criado o Foldit, um jogo on-line que permitia a qualquer pessoa manipular à mão um modelo tridimensional de proteína, competindo por pontuação contra outros jogadores e contra o próprio algoritmo de dobramento do computador, o Rosetta. Pesquisadores que haviam esgotado as opções algorítmicas entregaram a estrutura não resolvida da M-PMV aos jogadores do Foldit como um quebra-cabeça, apostando que a intuição espacial humana poderia ter sucesso onde a busca automatizada não teve.

Eles transformaram a estrutura não resolvida em um jogo competitivo, permitindo que a intuição tridimensional dos jogadores e as buscas humanas paralelas tivessem sucesso onde os algoritmos automatizados ficaram travados.

A pontuação do jogo fornecia feedback instantâneo, tornando o problema abstrato envolvente.

Milhares de jogadores exploraram soluções em paralelo, muito mais do que um único algoritmo.

A experiência prévia dos jogadores com o Foldit desenvolveu intuição para o dobramento de proteínas.

O raciocínio tridimensional humano superou a busca por força bruta nesta tarefa.

Quando os algoritmos travam, reformule o problema como um jogo para aproveitar a intuição espacial humana em escala.

A equipe Contenders do Foldit resolveu a estrutura da protease M-PMV em cerca de três semanas; o resultado foi publicado com os jogadores como coautores. O resultado tornou-se um caso marco para a ciência cidadã em biologia molecular, demonstrando que o reconhecimento de padrões por humanos não especialistas poderia superar a computação pura em certos problemas estruturais, e o Foldit tem sido usado desde então em outros desafios não resolvidos de proteínas e de desenho de enzimas pelo mesmo grupo de pesquisa.