解法
M-PMV逆转录病毒蛋白酶的结构,这种酶对猴类艾滋病样病毒的成熟和复制至关重要,已有十多年未被结构生物学家解出。X射线晶体学提供了不完整的数据,而研究人员用来从数据推断3D蛋白质形状的计算机算法——穷举、暴力搜索天文数字级别的可能折叠方式——始终未能收敛到合理答案。求解该结构直接关系艾滋病药物设计,因为知道酶的形状就能揭示药物何处可以结合并使酶失活。
华盛顿大学游戏科学中心早已构建了Foldit,一个在线游戏,让任何人通过手动操作3D蛋白质模型,与其他玩家及计算机自身的折叠算法罗塞塔比拼得分。已用尽算法手段的研究人员将未解决的M-PMV结构交给Foldit玩家作为谜题,寄望于人类空间直觉能解出自动化搜索未果的问题。
取得了什么结果
他们将未解决的结构转为竞技游戏,利用玩家的3D直觉和并行人工搜索,在自动化算法卡壳的地方取得成功。
为什么有效
游戏计分提供即时反馈,让抽象问题变得吸引人。
数千玩家并行探索多种解法,远多于单一算法。
玩家此前玩Foldit积累的蛋白质折叠直觉有帮助。
人类三维推理在此任务上优于暴力搜索。
可以借鉴什么
当算法陷入僵局,将问题重新定义为游戏,以大规模利用人类空间直觉。
后续
Foldit的Contenders团队在约三周内解出M-PMV蛋白酶结构;结果发表时玩家为共同作者。这一成果成为分子生物学公民科学的里程碑案例,表明非专家的人类模式识别在某些结构问题上可胜过纯计算,该研究组此后还将Foldit用于其他未解决问题和酶设计挑战。
从这里,追溯依据
参考来源
- Gamers succeed where scientists fail: Molecular structure of retrovirus enzyme solved, doors open to new AIDS drug design ScienceDaily · sciencedaily.com
- Foldit Gamers Solve Riddle of HIV Enzyme within 3 Weeks Scientific American · scientificamerican.com