Геймеры оказались эффективнее суперкомпьютеров в научной работе

Геймеры оказались способны подбирать структуру белков более эффективно, чем компьютерные программы, которые задействуют очень мощные вычислительные ресурсы. К такому заключению пришли американские специалисты, создавшие компьютерную игру Foldit, в которой игрокам начисляются очки за подбор наиболее энергетически выгодной конфигурации белка. Статья ученых с описанием необычного эксперимента появилась в журнале Nature. Коротко работа описана в пресс-релизе на сайте проекта Foldit.

Белки - это полимеры, состоящие из молекул аминокислот. В живых системах каждый белок имеет строго определенную пространственную организацию, однако ее невозможно предсказать однозначно, даже зная последовательность составляющих белок аминокислот. Различные части белка организованы так, чтобы итоговая конструкция обладала минимальной свободной энергией по сравнению с другими возможными вариантами.

Сейчас для предсказания структуры белков используются компьютерные программы, которые перебирают возможные варианты сворачивания белка, определяя, какой из них является наиболее вероятным. Такие программы требуют очень серьезных вычислительных мощностей - с ними могут справиться только суперкомпьютеры. Кроме того, такие программы нередко опираются на распределенные вычисления - соответствующее ПО устанавливают добровольцы по всему миру, и их компьютеры занимаются подбором структуры в свободное от основной работы время.

Обычно компьютерные программы очень эффективно вычисляют оптимальную конфигурацию белка в целом, но на последних этапах они начинают "буксовать". Авторы новой работы решили задействовать на этих этапах людей - в 2008 году они создали игру Foldit. Пользователи вручную "гнут" части белков, а компьютер определяет, насколько низка энергия получающихся конструкций. Анализ результатов, полученных лучшими игроками в Foldit, показал, что для 10 белков полученные ими пространственные структуры оказались более похожими на конформацию, предсказанную учеными, чем конформации, полученные компьютерными программами. В настоящее время ученые ждут результатов рентгеноструктурного анализа этих 10 белков - очень трудоемкого метода, который позволяет выяснить, как именно свернут белок.

В ближайшем будущем авторы Foldit намерены проанализировать стратегии лучших игроков, чтобы попытаться использовать их для создания более эффективных компьютерных программ. Кроме того, ученые планируют разработать аналогичные игры для создания новых белков, которые могли бы выполнять те или иные важные медицинские задачи.

Ученые расшифровали геном губки

Ученые расшифровали геном морской губки Amphimedon queenslandica - существа, появившегося на планете более 600 миллионов лет назад и не являющегося полноценным многоклеточным животным. Статья с анализом генома губки появилась в журнале Nature. Коротко о работе пишет New Scientist.

Губки - это беспозвоночные животные, у которых нет четко дифференцированных тканей и органов (это является отличительным признаком многоклеточных организмов). Ученые давно дискутируют относительно происхождения губок и их эволюционных отношений с истинно многоклеточными животными, но до появления расшифрованной последовательности генома губки сделать однозначные выводы было невозможно.

Авторы новой работы получили черновой вариант генома A. queenslandica и частично проанализировали его. Исследователи оценили, что в геноме губки содержится от 18 до 30 тысяч генов (для сравнения, в геноме человека около 30 тысяч генов). Ученые выделили 4670 семейств генов, которые являются общими для всех животных. Четверть из них - а точнее, 1286 семейств - так или иначе необходимы для поддержания многоклеточности.

В числе таких генов ученые нашли гены, которые отвечают за взаимодействие между клетками различных тканей и органов, гены, необходимые для работы иммунной системы (то есть для отнесения попавших в организм объектов к категориям "свой" или "чужой"), а также гены, которые требуются для осуществления контактов между нейронами. Все эти гены отсутствуют у близких родственников многоклеточных животных - одноклеточных существ хоанофлагеллят. Как отмечают ученые, новые данные указывают, что губки уже сделали первый шаг на пути к истинной многоклеточности, приобретя целый "сет" необходимых генов.

В прошлом году другой коллектив исследователей представил данные, указывающие, что губки могли возникнуть на Земле раньше, чем было принято считать до сих пор. Ученые обнаружили в древней породе следы, аналогичные тем, которые оставляют после окаменения современные губки. Подтверждение новых данных будет означать, что губки появились на планете на 200 миллионов лет раньше, чем предполагают специалисты. Еще одна группа ученых недавно сообщила, что им удалось обнаружить останки многоклеточных существ возрастом 2,1 миллиарда лет, хотя ценность этой находки признают далеко не все коллеги исследователей.