FoldIt Wiki
FoldIt (русск. Фолдит) — авторы игры рассчитывают на такую человеческую особенность, как интуиция. «Существует слишком много вариантов строения молекулы, - говорит Бейкер (создатель игры). Если увеличивается размер моделируемого белка, то сложность проблемы растёт нелинейно, в таком случае компьютерные алгоритмы уже не справляются. Однако люди, используя свои интуитивные возможности, способны получить правильный ответ гораздо быстрее». Более того, с помощью данной игры можно найти новые алгоритмы поиска, которые можно будет использовать при компьютерном моделировании.
Игра похожа на объёмный тетрис, в котором требуется оптимальным образом свернуть белок. Решение каждой задачи приносит определённое количество баллов, отражающих потенциальную энергию белка в полученной конфигурации. В трёхмерную «развлекалку» Fold.it могут играть все: даже дети и жители отдалённых островов Земли, которые понятия не имеют о молекулярной биологии. Разработчики постарались сделать такую игру, чтобы она была интересна каждому. А результат игры вполне может стать основой для Нобелевской премии и спасти жизни тысяч людей. Так что этот проект интересен возможностью отыскать среди обыкновенных людей тех, кому дарована способность «чувствовать» структуру белка.
FoldIt разработана коллективом учёных Вашингтонского университета с факультета Computer Science and Engineering (компьютерной науки и инженерии) и с факультета Biochemistry (биохимии) (многие из них участвовали в создании Rosetta@Home). Первый бета-релиз был выпущен в мае 2008 года. Foldit следует парадигме "игра с целью", в которой игроки, в качестве конечного результата игры, помогают в решении проблем, которые не могут решить компьютеры. Более ранним примером использования данной парадигмы является ESP Game (также называемая Google Image Labeler).
Foldit представляет собой красивую и нетребовательную к ресурсам компьютера трёхмерную игру, в которой игрок управляет простыми белково-подобными структурами, в которой периодически обновляется множество головоломок, основанных на реальных белках. Программа выводит графическое трёхмерное представление структуры белка недоступное пока на (27.марта.2012г) современным электронным микроскопам, и пользователь может управлять этой структурой с помощью набора инструментов.
Результаты игры сразу же отправляются в центр обработки, где их проверяют на суперкомпьютере. В рамках проекта Fold.It предложен новый способ: не тупой перебор всех вариантов, а интеллектуальный мозговой штурм через компьютерную игру. Количество вариантов сокращается на порядок, а суперкомпьютер гораздо быстрее найдёт правильные параметры фолдинга.
Содержание |
Скачивание дистрибутива игры [править]
Ссылки для скачивания дистрибутива игры:
Установка игры [править]
Для Windows: Скачайте игру. Выберите пункт меню "Create account" и создайте учетную запись. Создать учетную запись можно также и на сайте проекта. Присоединяйтесь к Russian team. Введите свои регистрационные данные, войдите в игру и решите несколько учебных головоломок, дающих Вам основные инcтрументы, хотя можно начинать играть и без них .... Для включения русского интерфейса в игре при входе в игру выберbте русский язык.
Если не нравится перевод, поставляемый в комплекте, можно попробовать переводы со страницы http://fold.it/portal/index.php?q=client_translation_list. Скачанные оттуда два файла надо положить в папку locale, которую придётся найти где-то в дебрях папки C:\FoldIt\ (или той другой, если Вы меняли путь установки)
Примечание для Linux: нет инсталлятора. Распакуйте файл (команда untar) и, перейдя в директорию игры (команда cd), наберите команду ./Foldit Бывает, что нет формы ввода логина при первом запуске программы. В этом случае кликните на окошки для флажков и должно появится окошко для ввода логина.
Учебные головоломки [править]
Главное - Участие !
Свойства элементов и правила по-простому объяснены в обучающей части. A стремится приклеиться к B, но отталкивается от C. В результате пользователь получает трёхмерный паззл.
“Сложи это!” - призывает название игры. Программа предлагает игроку лучшую из известных моделей какого-либо белка и небольшой набор инструментов для её изменения: можно дёргать, тянуть и переворачивать элементы. Цель игры - сложить ещё более стабильную и энергетически выгодную для молекулы структуру. Эти параметры просто и прозрачно отражены в получаемых очках. Сложили хорошо - плюс, развалили молекулу вдребезги - минус.
Новые игроки [править]
В Вашингтонском университете создали игру FoldIt, превратив процесс моделирования структуры белков в онлайн-головоломку, доступную для понимания широкому кругу далёких от биохимии людей.
Паззл-симулятор укладки молекул белков Foldit стал победителем конкурса журнала Science на самую лучшую художественную работу, описывающую один из научных феноменов или процессов в номинации научно-познавательных игр за 2011 год.
Мелкие достижения там были и раньше (типа успешного определения структур уже известных белков или небольшого уточнения/полировки моделей созданных автоматизированными алгоритмами типа R@H, так же была победа по нескольким моделям при CASP9 соревновании), а сейчас благодаря "коллективному разуму" игрокам удалось определить 3D структуру белка, которую более 10 лет не удавалось определить учёным. Оригинал полной статьи тут: http://depts.washington.edu/bakerpg/drupal/node/414 Краткое изложение тут: http://the-scientist.com/2011/09/18/pub ... Команда нашедшая правильную структуру - The Contenders. Результаты были оформлены как научная статья и опубликованы в журнале "Nature Structural and Molecular Biology" 18 сентября 2011. Белок, структуру которого искали - "retroviral protease" из вируса родственного ВИЧ/СПИД (только у обезьян, а не человека), были неоднократные попытки определить его структуру - как кристаллографией, так и различными методиками моделирования. Все заканчивались неудачно. После очередной неудачи один из учёных (Mariusz Jaskolski из Mickiewicz University из Польши) отправил этот белок Дэвиду Бейкеру вместе с которым оформили её как очередной "пазл" для игры FoldIt. В результате игроками была найдена правильная структура.
Немного цифр: поиск продолжался 3 недели - в работе над этим белком принимало участие 600 человек ("игроков") из 41 команды - сгенерировано 1.25 миллиона моделей (на самом деле это не такая уж гигантская цифра - в FoldIt после каждого небольшого внесённого изменения в структуру белка промежуточный результат на всякий случай отправляется на сервер, (супекомпьютер для более подробного "обсчёта". Можно считать проведено 1.25 млн. "манипуляций", хотя тоже прилично - в среднем по 2 тыс на человека). - из них учёными было отобрано 5000 наиболее "перспективных", которые тестировали сравнивая с результатами рентгеновской кристаллографии (там тот случай о котором я раньше писал: когда по кристаллографии невозможно определить исходную структуру/модель исследуемой молекулы, но при данной известной модели можно проверить соответствует ли она экспериментальным наблюдениям). Победила в итоге модель созданная командой The Contenders, давшая почти идеальное совпадение с данными кристаллографии.
Сейчас обсуждается возможность, а не дать ли игрокам FoldIt доступ к данным и соответствующий инструментарий для сравнения моделей которые они создают с экспериментальными данными по этому белку (если они есть конечно), чтобы игроки могли самостоятельно сравнивать модели с экспериментальными данными и лучше понимать в правильном ли направлении они двигаются и что возможно нужно изменить в модели для большего соответствия (формула минимальной энергии, которая сейчас используется, не всегда хороша - часто она заводит модель в "ловушки локальных минимумов"). По сути это уже практически не будет отличаться от того, чем занимаются настоящие учёные занимающиеся кристаллографией, только в форме онлайн "игры" и командного соревнования.
Игра [править]
«FoldIt», скриншот игры. Стрелочками показаны:
Свойства белковой цепи:
1 — слишком близко расположенные атомы;
2 — водородная связь;
3 — гидрофобный аминокислотный остаток; поскольку он не защищен (то есть не спрятан внутрь молекулы белка), на нём «висит» желтая капелька;
4 — гидрофильный аминокислотный остаток;
5 — сегмент белкового «хребта» (то есть основной цепи), имеющий повышенную энергию и поэтому выделенный красным.
Рабочие инструменты игрока:
6 — «резинки», с помощью которых игроки могут управлять автоматическими инструментами;
7 — «замораживание» белкового «хребта», сохраняющее данный участок неизменным при изменениях других областей белка.
Интерфейс игры:
8 — панель, на которой показан текущий статус игрока, включая количество заработанных очков;
9 — список лучших игроков-одиночек и лучших команд;
10 — панель дополнительных инструментов и опций;
11 — чат для общения с другими игроками;
12 — «кулинарная книга» для создания новых автоматических инструментов, или «рецептов», по работе с белком.
Стратегия [править]
В этой игре вам даётся начальная конфигурация структуры белка, где вы можете мышью перетаскивать части белка, изменяя его структуру. Все изменения мгновенно отображаются программой в 3D. Если вы двигаете в правильном направлении, отросток становится зеленым, исчезают красные звездочки, увеличиваются ваши очки. В неправильном случае все наоборот.
Для добавления в свой клиент новых инструментов/рецептов/макросов нужно сделать следующее:
Групповые рецепты зарегистрировавшимся игрокам доступны по следующему адресу: http://fold.it/portal/recipes/group .
Практически все рецепты написаны на второй внутренней версии языка Lua, которая, к сожалению, до сих пор так и не появилась в основной версии клиента. Поэтому для их запуска необходимо перейти в "бета"-версию клиента. Официальная инструкция здесь: http://fold.it/portal/info/faq, в кратце - необходимо найти на своем компьютере файл в папке C:\Documents and Settings\All Users\Application Data\foldit\ options.txt, и в нём поменять строку
"update_group" : "main" на "update_group" : "beta". После этого перезапустить клиента и все новые добавленные рецепты будут работать. А также у Вас появится ещё с десяток новых пазлов.
Общей стратегией игры является получение как можно большего количества очков зарабатываемых при применении рецептов. Большое количество голосов "Votes" и звёзд "Stars" рецептам совершенно не значит, что они приносят много очков. Ниже приведена таблица самых результативных рецептов на 23 марта 2012 года.
| Название рецепта | Рейтинг рецепта: звёзд/голосов | Использован раз | Принёс очков | Коэффициент полезности рецепта | примечание |
|---|---|---|---|---|---|
| Genetic Fuse V1.7 | 4.17 stars (18 votes) | 703 | 330349 | 469.9 | Текст ячейки |
| check rebuild 1.0 | 3.85 stars (13 votes) | 1015 | 75243 | 74.1 | Текст ячейки |
| Local Wiggle 3-6 (backwards) | 3.36 stars (14 votes) | 334 | 21018 | 62.9 | Текст ячейки |
| Compress gently | 3.8 stars (25 votes) | 536 | 29171 | 54.4 | Текст ячейки |
| SimpleRebuilder_0.1 | 4 stars (30 votes) | 2099 | 31032 | 14.8 | Текст ячейки |
| Just Compress | 4.05 stars (21 votes) | 1603 | 19688 | 12.3 | Текст ячейки |
Наука [править]
Ниже описана научная сторона процесса сворачивании белка:
- Аминокислоты
- Гидрофобность (Hydrophobicity) - боязнь воды.
- Гидрофильность - любовь к воде.
- CASP_9
- Structure
- Первичная структура:
- Аминокислоты:
- Основание белка (Backbone)
- Peptide Bond
- Боковая цепь (Sidechain)
- Вторичная структура:
- Третичная структура:
- Гидрофобность(боязнь воды) и гидрофильность(любовь к воде):
- Гидрофобность (Hydrophobicity) - боязнь воды.
- Hydropathy index
- Водородная связь (Hydrogen bond)
- Ковалентная связь (Covalent bond)
- Гидрофобность(боязнь воды) и гидрофильность(любовь к воде):
- Protein Folding Theory
- Rosetta@Home
- The Big Question Page
- Biochemistry_I
Русификация Foldit [править]
Русификация игры производится программой Poedit, она довольно проста в использовании. Редактировать с её помощью нужно *.po и *.mo файлы.
Непереведённые термины FoldIt [править]
Soloist - (в контексте игры): перенимающий, принимающий эстафету, продолжающий ???
Игроки [править]
Ссылки [править]
- русскоязычные:
- англоязычные:
См. также [править]
- Очень хорошее 40-минутное видео о FoldIt (на английском языке), основы науки о сворачивании белка, подсчёт очков, CASP, и ответы на многие другие вопросы, касающиеся сворачивания белка: http://www.youtube.com/watch?v=2ad_ZW-mpOk.
- Почитать подробнее о научной стороне игры: The Science Behind Foldit (англ.).
