一項困擾了科學家10年的AID研究難題近期宣告成功解決。研究人員確定了一個與艾滋病病毒繁殖相關的關鍵蛋白酶的晶體結構。據稱這次研究的突破首先要歸功于一批業余的網絡游戲玩家。
在9月18日的《自然結構和分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志上，來自美國華盛頓大學的研究人員以“Crystal structure of a monomeric retroviral protease solved by protein folding game players”（ 蛋白質折疊游戲玩家揭示一種單分子逆轉錄病毒蛋白酶的晶體結構）發表了這一研究成果，并將科學家和游戲玩家署名為文章共同作者。
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這類酶叫做逆轉錄病毒蛋白酶M-PMV，在艾滋病病毒成熟和自我復制過程中起重要作用。逆轉錄病毒是一種核糖核酸病毒。在宿主細胞中，它們通過逆轉錄酶，利用自身RNA基因組制造DNA；然后，病毒的基因通過整合酶（integrase）的作用同宿主DNA整合。自此，病毒就被當做宿主基因的一部分自我復制。長期以來研究人員希望能夠研制出新型抗艾滋病藥物，阻斷逆轉錄蛋白酶的作用。然而科學家并不能確定逆轉錄病毒蛋白酶確切的分子結構，因此相應的努力也障礙重重。
在付出多次嘗試失敗后，華盛頓大學的研究人員轉而將希望放在了一款名為Foldit的游戲上，這是由華盛頓大學的計算機科學與工程學系和生物化學學系的研究人員于2008年聯合開發的一款具有濃厚科學色彩的網絡游戲。游戲玩家要做的是，在給定一個目標蛋白質后，在遵守科學規律的前提下，用氨基酸如搭積木一樣把目標蛋白質“搭建”出來，從而得出實際的蛋白質模型。
Foldit游戲玩家并不需要擁有生物科學訓練背景。只需擁有良好的空間推理能力，遵守預先設定的規則，熟練地操縱該游戲即有可能成為Foldit高手。Foldit玩家每次成功破解游戲都可獲得積分，提升自己在游戲世界的度。此外玩家還可以創立加入小組，分享各自的方案，共同探討解析游戲中的難題。頗感意外的是，在數千游戲玩家的參與下，只用了三個星期研究人員就得到了非常的逆轉錄病毒蛋白酶3D結構模型。
“我們想看看在計算機方法失敗的情況下利用人的直覺是否能夠獲得成果，”華盛頓大學生物化學系的Firas Khatib博士表示："玩家們的創造力和想象力著實令我們吃驚，只要加以正確的指導，相信他們能在更廣闊的科研領域有所作為。"
“人們都有空間推理能力，而這是計算機所不擅長的，游戲為計算機和人類能力相結合提供了一個平臺。”華盛頓大學計算機科學家Seth Cooper說，他同時也是Foldit的開發帶頭人，“結果表明游戲這種形式與自然科學、電子計算機的運用相結合，或許能夠為那些過去難以想象的復雜問題提供新的解決辦法。”
研究人員表示這一研究成果不僅標志著人類有望在艾滋病毒（HIV）和艾滋病（AIDS）研究領域獲得重大突破。還有可能推動人類了解癌癥和帕金森癥等多種疾病的病因病理，進而研制出有針對性的治療藥物。
來源：生物通
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