這款硬核抗疫游戲火了，20萬玩家在線科研拯救世界，美國名校出品，Nature曾點(diǎn)名表揚(yáng)

曉查 2020-03-04 13:04:10 來源：量子位

十三 邊策 發(fā)自 凹非寺
量子位 報(bào)道 | 公眾號(hào) QbitAI

新冠疫情在美國日益嚴(yán)重，怎么辦怎么辦？

華盛頓大學(xué)的科學(xué)家們，準(zhǔn)備發(fā)動(dòng)群眾、依靠群眾，用人民汪洋大海一樣的智慧群智群力。

于是這款名為Foldit的益智免費(fèi)游戲，火了。參與參加可以構(gòu)建一種蛋白質(zhì)，來阻止新冠病毒攻擊人類細(xì)胞。

而且游戲是在線的，結(jié)束后如果產(chǎn)生了有希望抗擊病毒的結(jié)果，那么華盛頓大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的科學(xué)家們，就會(huì)拿這些結(jié)果去做測(cè)試，甚至是制造蛋白質(zhì)！

Foldit的確為科研做出過實(shí)際貢獻(xiàn)。

Nature雜志在2010年還點(diǎn)名表揚(yáng)過這款游戲，因?yàn)閰⑴c其中的5.7萬名玩家為科學(xué)家們提供了有益的結(jié)果，這些結(jié)果甚至比某些計(jì)算機(jī)算法還要好。

目前，懷抱拯救世界之心的20萬游戲玩家，已經(jīng)在爭(zhēng)分奪秒貢獻(xiàn)力量。

根據(jù)Foldit的描述，當(dāng)冠狀病毒表面上那些尖尖的東西(刺突蛋白)，和人類細(xì)胞表面的受體蛋白緊密結(jié)合時(shí)，病毒就會(huì)造成感染。

而最近幾周的研究，已經(jīng)確定了新冠病毒刺突蛋白的結(jié)構(gòu)，以及它是如何與人類受體結(jié)合。

因此，F(xiàn)oldit就希望通過這樣的游戲，來尋找一種蛋白質(zhì)，從而阻止新冠病毒感染人類細(xì)胞。

那么這個(gè)游戲具體怎么玩？

38個(gè)關(guān)卡，逐步挑戰(zhàn)構(gòu)建蛋白質(zhì)

Foldit支持Windows、Mac和Linux三個(gè)操作系統(tǒng)，游戲下載安裝非常簡(jiǎn)單（地址在文末）。

安裝、注冊(cè)完畢后，就來到了它的初始界面。

中間上下擺動(dòng)的深紅色刺狀球體，就是冠狀病毒，兩邊橘色和藍(lán)色則是蛋白質(zhì)側(cè)鏈。

游戲的玩法，是通過鼠標(biāo)改變蛋白質(zhì)側(cè)鏈 (Sidechain)和骨架 (backbone)以及其它一些列復(fù)雜結(jié)構(gòu)的位置，來消除病毒。

Foldit 一共設(shè)置38個(gè)關(guān)卡。

第一關(guān)，你要用鼠標(biāo)拖動(dòng)這兩個(gè)側(cè)鏈的位置，消除病毒，并讓分?jǐn)?shù)達(dá)到7700分。

第二關(guān)展示了蛋白質(zhì)骨架，有時(shí)蛋白質(zhì)骨架距離過于相近，因此，我們?cè)谶@一關(guān)需要拖動(dòng)蛋白質(zhì)骨架來移動(dòng)位置，但同時(shí)還需要保證它們之間的緊密結(jié)構(gòu)，分?jǐn)?shù)需要達(dá)到6500分。

同樣，第三關(guān)也是需要移動(dòng)蛋白質(zhì)側(cè)鏈來達(dá)到目標(biāo)分?jǐn)?shù)。

從第四關(guān)開始，就比較復(fù)雜了，不僅要拖動(dòng)每個(gè)蛋白質(zhì)側(cè)鏈位置來消除病毒，還需要移動(dòng)到恰當(dāng)?shù)慕嵌葋磉_(dá)到目標(biāo)分?jǐn)?shù)。

但從第四關(guān)開始就會(huì)解鎖一個(gè)輔助功能“Shake”，可以一鍵讓側(cè)鏈擺到理想位置。

有時(shí)，蛋白質(zhì)骨架的距離又太遠(yuǎn)，就會(huì)出現(xiàn)“空洞”，此時(shí)就需要將蛋白質(zhì)骨架的距離拉近一些。

與此同時(shí)，還需要保證不再產(chǎn)生病毒，這就是游戲的第五關(guān)。

到了第六關(guān)，又會(huì)解鎖一個(gè)強(qiáng)大的工具——Wiggle，可以一鍵提高蛋白質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)。

點(diǎn)擊“Wiggle”鍵后，蛋白質(zhì)骨架位置就會(huì)慢慢改變，分?jǐn)?shù)的進(jìn)度條也在增長，直到分?jǐn)?shù)達(dá)到目標(biāo)值，任務(wù)也就完成了！

下一關(guān)開始，為了讓提高分?jǐn)?shù)，還會(huì)涉及到蛋白質(zhì)中的氫鍵 (hydrogen bond)的操作。

當(dāng)下圖中上下兩個(gè)“sheet”位置靠近時(shí)，它們之間就會(huì)產(chǎn)生藍(lán)白相間的條形狀物質(zhì)，這就是氫鍵。

越往后的關(guān)卡會(huì)涉及更多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，比如解決疏水性(hydrophobic)側(cè)鏈問題、匹配“sheet”等等。

當(dāng)然，在闖關(guān)的時(shí)候，肯定會(huì)遇到各種各樣棘手的問題。

別急！Foldit的在線模式，能讓你實(shí)時(shí)和其他玩家交流(前提是你的英文需要先過關(guān)……)。

游戲官網(wǎng)上，還展示了分?jǐn)?shù)靠前的團(tuán)體、個(gè)人等排名，如果你的成果拯救了世界， 不怕沒人知道。

目前，游戲已經(jīng)吸引了20萬用戶，其中名為Go Science團(tuán)隊(duì)，在團(tuán)體或個(gè)人的排名方面都比較突出。

為何要研究蛋白質(zhì)折疊？

免疫系統(tǒng)中的抗體是一種特殊的蛋白質(zhì)，它通過特定形狀的折疊結(jié)構(gòu)，可以抓住對(duì)應(yīng)的某一種病毒。

如果能搞清楚抗體的結(jié)構(gòu)，就能更好的幫助我們區(qū)對(duì)付新冠病毒。

冠狀病毒的特點(diǎn)是它表面上有一種刺突蛋白，蛋白與人類細(xì)胞表面上的一種受體蛋白緊密結(jié)合，幫助病毒進(jìn)入人體細(xì)胞。

一旦冠狀病毒刺突與人類受體結(jié)合，病毒便可以感染人類細(xì)胞并復(fù)制。

現(xiàn)在研究人員已經(jīng)確定，新型冠狀病毒和SARS病毒都是通過刺突蛋白（S蛋白）與人體ACE2受體結(jié)合。

如果我們可以設(shè)計(jì)與這種冠狀病毒刺突蛋白結(jié)合的蛋白，就可以用來阻止與人體細(xì)胞的相互作用并阻止感染。

所以Foldit最近增加了一個(gè)新的關(guān)卡，把科學(xué)家最新研究成果的實(shí)物加入到游戲中。

游戲里蛋白質(zhì)的骨架和大部分側(cè)鏈都被完全固定。玩家需要在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種與側(cè)鏈結(jié)合的新蛋白質(zhì)，從而阻止病毒與人類受體的相互作用。

為了結(jié)合冠狀病毒靶標(biāo)，玩家需要在結(jié)合位點(diǎn)與刺突蛋白設(shè)計(jì)大量接觸點(diǎn)以及氫鍵，使蛋白質(zhì)能正確折疊。

玩家設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可以提交到社群內(nèi)，供其他玩家甚至是科學(xué)家參考。簡(jiǎn)直就是死宅們夢(mèng)想的游戲拯救世界。

買游戲機(jī)也能抗疫

其實(shí)，不僅玩PC游戲能為抗病毒做出貢獻(xiàn)，買游戲機(jī)回來放著不玩也是可以的。

斯坦福大學(xué)的Pande實(shí)驗(yàn)室為蛋白質(zhì)折疊的研究，開發(fā)出Folding@Home計(jì)劃：用計(jì)算機(jī)模擬蛋白質(zhì)分子的折疊。

游戲機(jī)當(dāng)然也能算計(jì)算機(jī)——如果一臺(tái)游戲機(jī)的算力不夠，就把全世界幾千萬玩家聯(lián)合起來。

參與Folding@Home項(xiàng)目的公司還有索尼、英偉達(dá)等等。到這里相信你也能猜到了，沒錯(cuò)，就是索尼的PS游戲機(jī)！

2006年，索尼和斯坦福大學(xué)合作，共同在PS3上推出了Folding@Home應(yīng)用程序。只要玩家不在玩游戲，PS3就會(huì)利用閑置資源來計(jì)算。

計(jì)算蛋白質(zhì)的折疊更依賴于GPU算力，而當(dāng)時(shí)的PS3游戲機(jī)在圖形方面的算力首屈一指，甚至超過很多臺(tái)式機(jī)，因此也更適合用來計(jì)算蛋白質(zhì)折疊問題。

更厲害的是，PS3還具有將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)紾PU的能力，最終在屏幕上顯示出實(shí)時(shí)的原子級(jí)蛋白質(zhì)動(dòng)力學(xué)可視化結(jié)果。

2012年11月，索尼終止了在PS3上對(duì)Folding@home的支持。

在它6年的生命周期中，總共超過1500萬用戶下載了這款應(yīng)用程序，為它貢獻(xiàn)了超過1億小時(shí)的計(jì)算時(shí)間，極大地協(xié)助了與蛋白質(zhì)相關(guān)的疾病研究。

One More Thing

當(dāng)然，關(guān)于“抗疫”游戲，今天還有一件事備受爭(zhēng)議。

瘟疫公司在國內(nèi)App Store下架后，現(xiàn)在出現(xiàn)了一款與之類似的國產(chǎn)游戲“疫情解藥”，但網(wǎng)友很快發(fā)現(xiàn)：它從界面和玩法上都和瘟疫公司高度相似。

有山寨嫌疑不說，價(jià)格也受到爭(zhēng)議，比瘟疫公司高出很多：每周98元、自動(dòng)續(xù)訂。

也就是說，如果你忘了取消，那么這個(gè)游戲玩一個(gè)月就要花掉400元。

也可能是考慮到價(jià)格太高，這款游戲現(xiàn)在推出了3折限時(shí)優(yōu)惠活動(dòng)。

然而即便如此，如此行徑和吃相，讓很多業(yè)內(nèi)外網(wǎng)友都看不下去：

所以相比之下，F(xiàn)oldit就顯得更良心且公益。

完全免費(fèi)，還能為研究蛋白質(zhì)做出一些微小的工作。

你怎么看？

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游戲下載地址：https://fold.it/portal/node/2008926

Folding@Home項(xiàng)目：https://foldingathome.org/

參考鏈接：https://venturebeat.com/2020/03/03/coronavirus-inspires-university-of-washington-to-create-protein-folding-puzzle-game/