‘Foldit’ เกมวิทยาศาสตร์หาโครงสร้างโปรตีนช่วยชีวิตเพื่อนมนุษย์

PIIS0960982212000097.gr2 Lrg.hi  600x3991


หลายๆ ครั้งในการทำงานชีวการแพทย์ การค้นหาที่มาของโรค กลไกการทำงาน หรือการสร้างยานั้น นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องรู้โครงสร้างของอนุภาคพื้นฐานต่างๆ ซึ่งก็คือโปรตีน แต่การที่จะหาโครงสร้างนั้นไม่ได้ทำกันง่ายๆ เพราะโปรตีนประกอบด้วยโครงสร้างพื้นฐานลงไปอีก อย่างกรดอะมิโนซึ่งมีหลากหลายรูปแบบ

แต่ละกรดอะมิโนที่เป็นหน่วยย่อยของโปรตีนนั้น จะมีการเคลื่อนไหวของอะตอมในรูปแบบที่เรียกว่า Simple Harmonic ตามหลักการฟิสิกส์ และเมื่อมาประกอบกันเป็นโปรตีน แรงพื้นฐานต่างๆ จะกระทำต่อหมู่เคมีทำให้เกิดการม้วนตัวต่างๆ เกิดเป็นรูปร่างของโปรตีน ซึ่งรูปร่างนี้เองที่นักวิทยาศาสตร์หากัน แต่ก่อนการที่จะหารูปร่างของโปรตีนได้นั้น ต้องสกัดโปรตีนให้ได้ก่อน ซึ่งขั้นตอนการสกัดก็ยุ่งยาก บางโปรตีนก็สกัดไม่ได้ (แต่เราสามารถรู้รหัสโปรตีนจาก DNA ได้) ถ้าสกัดได้ก็เอามาทำเป็นผลึกเพื่อเอาไปทำขั้นตอน X-rays หรือถ้าเอาไป X-Rays แล้วไม่ได้ภาพที่คมชัดเพื่อนำไปวิเคราะห์ต่อจนเป็นโครงสร้างได้ หากได้ความละเอียดที่ต้องการก็ต้องส่งไปให้ Super Computer คำนวนหาโครงสร้างที่น่าจะเป็นจากภาพ X-Rays อีกซึ่งจะใช้เวลานานมากกว่าจะได้โปรตีน 1 ตัว

David Baker นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Washington ได้ออกมาแก้ปัญหานี้ เนื่องจากเขาเป็นผู้ใช้กลวิธีการหาโครงสร้างโปรตีน โดยการให้คนที่มีคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเสียสละ CPU ส่วนหนึ่งเพื่อนำมาประมวลผล ซึ่งเมื่อรวมกันหลายๆ เครื่องก็จะได้ Super Computer ย่อยๆ ขึ้นมา แต่วิธีนี้ก็จะได้วิธีคิดของคอมพิวเตอร์ออกมาอย่างเดียว ไม่ได้ปฏิสัมพันธ์จากมนุษย์ ทาง David Baker นั้นรู้ว่ามนุษย์มีความละเอียดอ่อนและมีความสามารถในการหาโครงสร้างเหนือคอมพิวเตอร์แน่นอน จึงได้ออกไอเดียที่จะสร้างเกมที่ให้คนมาช่วยหาโครงสร้างโปรตีน โดยทาบทาม David Salesin นักวิจัยคอมพิวเตอร์และ Zoran Popović ผู้ออกแบบเกม

เกมส์ Foldit ออกแบบโดยจะให้ผู้เล่นหาโครงสร้างโปรตีนซึ่งหน่วยย่อยในนั้นจะถูกกำหนดด้วยหลักการเคลื่อนไหวของ Simple Harmonic แรงการม้วนตัวด้วยแรงต่างๆ ในทางเคมี ทำให้ผู้เล่นต้องแก้ปริศนานี้ตามกฏที่วิทยาศาสตร์เป็น เกมส์นี้ออกเป็นเบต้าเมื่อปี 2008 และปัจจุบันมีผู้เล่นกว่า 240,000 คน ข้อดีของเกมคือ ถ้าคุณสามารถหาโครงสร้างโปรตีนนั้นได้ คุณจะได้เป็นเครดิตร่วมในผลงานวิจัยต่างๆ และถ้าสามารถพัฒนาไปเป็นยาได้ คุณจะได้ส่วนหนึ่งของลิขสิทธิ์ยาตัวนั้นด้วย

ด้วยพลังของคนและรูปแบบเกม FoldIt นี้เอง ทำให้นักวิทยาศาสคร์ได้โครงสร้างโปรตีนที่ไม่เคยได้มาก่อน เช่น

  • ในปี 2011 Mason-Pfizer monkey virus (M-PMV) หรือโปรตีนของไวรัสเอดส์ในลิง โดยโมเดลนี้อยู่ในเกม3 สัปดาห์ ผู้เล่นใช้เวลาแค่ 10 วันในการได้โครงสร้างมา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ใช้เวลามากกว่า 15 ปีในการหาโครงสร้างเพื่อศึกษาโรคเอดส์ในลิง
  • มกราคมปี 2012 ผู้เล่นสามารถดัดแปลงโปรตีนที่ใช้ในอุตสาหกรรมให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 18 เท่า โดย David Baker สังเคราะห์ขึ้นมา แต่รู้ว่ามันสามารถมีประสิทธิภาพมากกว่านี้ ซึ่งคนเล่นเกมนี้สามารถแก้ไขปริศนานี้ได้ โดยการเพิ่มกรดอะมิโนเข้าไปอีก 13 ตัว

ด้วยเกมนี้และพลังจากคนเล่นเกมทั้งหลาย ทำให้โลกของนักวทิยาศาสตร์สามารถแก้ไขโจทย์การหาโครงสร้างโปรตีนได้ง่ายขึ้น งานของนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ทำตัวคนเดียวหรือในห้องแล็ปอีกต่อไป เพราะทุกคนนั้นมีความสามารถและร่วมมือกันได้ โดยใช้เกมเป็นตัวเชื่อม แถมสามารถสร้างสรรค์โปรตีนใหม่ๆ ที่จะมาพัฒนาโลกเราได้ยิ่งขึ้น จะเห็นได้ว่าการมองอะไรที่นอกกรอบนั้น สามารถพัฒนาได้ในทุกที่และทุกคนก็สามารถเป็นส่วนหนึ่งในการพัฒนาสังคมให้ดีขึ้นได้

ผู้ที่สนใจสามารถไปโหลดเกมนี้ได้ที่ http://fold.it/portal/ 

 

ภาพการเล่นในเกมDavid Baker

Zoran Popović

โปรตีน Mason-Pfizer monkey virus ที่แก้ได้จาก Fold.it

อ้างอิง: Foldit

Comments

comments

About the Writer

avatar

Chakard Chalayut (Chakard Chalayut)ฉกาจ ชลายุทธ (หนึ่ง) อดีตนักวิจัยด้านอณูชีววิทยา ที่ค้นคว้าว่าร่างกายเราทำงานอย่างไร ทำไมถึงทำงานได้อัตโนมัติ จนมาจับผลัดจับผลูได้มาทำงานด้านสื่อออนไลน์ หรือ Social Media ที่บริษัท Thoth Media จำกัด ปัจจุบันทำงานเป็น Social Media Manager ดูแลงานด้านกลยุทธ์การตลาด ครีเอทีฟและการโฆษณาผ่านโลกออนไลน์ โดยส่วนตัวชอบศึกษางานโฆษณา แคมเปญ วิดีโอไวรัล การตลาดและมีความเชื่อว่างานครีเอทีฟที่ดีนั้น ต้องทำให้ชีวิตคนและสังคมนั้นดีขึ้นมาได้View all posts by Chakard Chalayut →

Comments

comments

Powered by Facebook Comments