Геймеры предсказали структуру белка лучше ученых

Американские ученые пришли к выводу, что компьютерные игроки, использующие краудсорсинговую платформу, способны предсказывать кристаллическую структуру белков более эффективно, чем специалисты или компьютерные алгоритмы. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Предсказание структуры белка (конфигурации в пространстве, которую принимает его аминокислотная последовательность) имеет фундаментальное значение для медицины, биотехнологий, биоинформатики и теоретической физики. При этом сложный и трудоемкий процесс предсказания в современных условиях имеет ограниченную точность — около 85 процентов содержащихся в базах данных моделей кристаллических структур белков содержат существенные ошибки. Поэтому ученые постоянно работают над совершенствованием методик предсказания с целью максимально повысить их точность. В последнее время значительно повысился интерес к использованию в этих целях распределенных вычислений, машинного обучения и краудсорсинговых платформ.

Сотрудники Университетов Мичигана, Вашингтона, Массачусетса и Северо-Восточного университета в Бостоне провели соревнование по предсказанию структуры белка по карте электронных плотностей, полученной методом рентгеновской кристаллографии. В нем приняли участие два квалифицированных специалиста, 61 студент-биохимик (все они использовали специальное программное обеспечение), два различных компьютерных алгоритма (Phenix Autosolve и MR-Rosetta) и игроки в онлайновую игру Foldit, которых в итоге набралось 469 человек. Задача этой игры состоит в ручном подборе конфигурации белка, имеющей наименьшую энергию, поскольку такая его трехмерная структура с наибольшей вероятностью соответствует реальности. Чем более правдоподобна конфигурация, тем больше пользователь получает очков. Геймеры могут кооперироваться и составлять команды, работающие над одним и тем же белком.

В качестве исходного материала всех участников снабдили аминокислотной последовательностью, предсказаниями вторичной структуры и картой электронных плотностей дрожжевого белка YPL067C. Этот белок был выбран потому, что он не имеет значительного сходства с какой-либо структурой из всемирной базы данных Protein Data Bank (PDB). Кроме того, как было показано в предыдущих работах, YPL067C может предотвращать токсическое действие амилоида — белка, накопление которого в мозге лежит в основе развития болезни Альцгеймера.

Соревнующиеся использовали различные подходы к решению задачи. Ученые и студенты работали поодиночке, в основном полагаясь на поиск подходящих позиций для крупных ароматических аминокислот. Среди игроков в Foldit наилучший результат показала группа, участники которой объединили усилия: один выступал первопроходцем, расставляющим ключевые элементы, а остальные проводили тонкую доводку структур, используя разнообразные подходы и приемы.

Источник: nplus1.ru
Показать полностью...
73.36%
80%
11.22%

Полезные видео

История

Резонанс

Похожие записи (4)

Как сделать так, чтобы у вас не кончались идеи: метод Айзека Азимова.

Одним словом Айзека Азимова можно описать так: плодовитый. Чтобы сравняться по количество повестей, писем, эссе и других текстов, которые Азимов выдал за всю свою жизнь, вам необходимо будет писать полноразмерную повесть каждые две недели в течение 25 лет.

Как Азимов умудрялся выдавать столько хороших идей, в то время как у всех остальных их наберётся 1-2 штуки за всю жизнь? Чтобы ответить на этот вопрос, я изучил его автобиографию, "Это была хорошая жизнь".

Азимов не с рождения писал тексты 8 часов в день 7 дней в неделю. Он разрывал страницы, отчаивался, и периодически у него случались неудачи. В автобиографии Азимов делится тактикой и стратегией, выработанной им для того, чтобы идеи больше не заканчивались.

Давайте украдём у него всё, что можно.

1. Никогда не прекращайте учиться
Азимов был не просто автором научной фантастики. У него была докторская степень по химии в Колумбийском университете. Он писал работы по физике, по древней истории, и даже написал книгу о Библии. Каким образом он умудрялся покрыть такой диапазон в век близорукой специализации? В отличие от современных профессионалов, Азимов не заканчивал обучение, получив степень.

— Я в принципе не смог бы написать такие разносторонние книги на основании только образования, полученного в школе. Мне нужно было постоянно заниматься самообучением. Моя библиотека книг росла, и мне приходилось постоянно рыться в них, боясь, что я неправильно пойму какой-то вопрос, который для знающего человека покажется абсурдно простым.

Чтобы рождать хорошие идеи, необходимо поглощать хорошие идеи. Дипломом дело не заканчивается – только начинается.

Когда Азимов рос, он читал всё.
— Всё это разнообразное чтение, происходившее от отсутствия направляющей руки, оставило свой след. Мой интерес проявлялся в двадцати различных направлениях, и остаётся таким. Я писал книги по мифологии, по Библии, по Шекспиру, по истории, по науке, и так далее.

Читайте разнообразные книги, поддавайтесь любопытству, инвестируйте в себя без остановки.

2. Не боритесь с тупиком
Интересно, что Азимов также часто застревал.

— Часто, работая над научно-фантастическим романом, я обнаруживал, что застрял и не могу написать ни слова.

Застревание – это нормально. Профессионала от любителя отличает то, что происходит после того, как он застрял. Азимов не давал этому событию остановить себя. С годами он выработал стратегию.

— Я не пялюсь на пустые листы. Я не провожу дни и ночи, колотя по пустой голове. Я просто оставляю роман и берусь за один из десятка других ждущих меня проектов. Я пишу статью в журнал, эссе, рассказ, работаю над документальной литературой. Когда я устаю от них, моё сознание успевает поработать и вновь заполниться. Я возвращаюсь к роману и обнаруживаю, что вновь способен легко писать.

При написании этой статьи я отчаялся, бросил её и работал над другими проектами две недели. И когда я создал пространство для работы, всё кажется более простым. Мозг работает загадочным образом. Когда вы отходите в сторону, занимаетесь другими проектами и что-то намеренно игнорируете, подсознание создаёт новое пространство для идей.

3. Опасайтесь сопротивления
Всем творцам – предпринимателям, писателям, художникам – известен страх оформления идей. Как только мы что-то предъявили миру, оно становится вечной мишенью для отвержения и критики со стороны миллионов глаз.

Иногда после публикации статьи я жутко пугаюсь и не читаю комментарии и письма о ней. Этот страх – величайший враг творца. В книге "Война искусства" [The War of Art] Стивен Прессфилд [Steven Pressfield] называет этот страх Сопротивлением. Азимову тоже было знакомо Сопротивление.

— Обычный писатель всегда подвергается сомнению во время работы. Осмысленно ли только что созданное им предложение? Настолько ли оно хорошее, насколько это возможно? Не может ли оно звучать лучше, если написать его иначе? Обычный писатель всегда пересматривает текст, всегда кромсает и меняет, всегда находится в поисках других способов самовыражения, и никогда не остаётся удовлетворённым.

Неуверенность в себе убивает сознание. Я безжалостный редактор. Я правил и переправлял эту статью десяток раз. И она всё равно выглядит хреново. Но нужно остановиться, или я её вообще не выпущу.

Страх быть отвергнутым превращает нас в «перфекционистов». Но это лишь защитный панцирь. Мы прячемся в него в трудное время. Он даёт нам ощущение безопасности – но оно ложное. На самом деле, у всех есть идеи. Семена творчества прорастают через подоконники разума. Разница между Азимовым и нами в том, что мы отвергаем наши идеи, не давая им шанса.

Если у вас нет идей, то у вас не будет и провалов.

4. Понижайте стандарты
Азимов был ярым противником стремления к идеалу. По его словам, пытаться в первый раза всё сделать идеально – это большая ошибка. Вместо этого обратите внимание на основные детали.

— Представьте себя художником за созданием наброска. Ему необходимо чётко представить композицию, цветовые блоки, баланс, и всё остальное. Сделав это, можно начинать беспокоиться о мелочах.
Не пытайтесь с первого раза нарисовать Мону Лизу. Понижайте стандарты. Сделайте проверочный продукт, временный набросок, грубый черновик.

В то же время Азимов настаивает на уверенности в себе:
— [Писатель] не может сидеть и сомневаться в качестве написанного. Он должен любить свои работы. Я люблю.
Верьте в то, что создаёте. Это не значит, что вы не должны стараться сделать всё каждый раз как можно лучше. Вера в себя – это выйти за пределы, потерпеть жестокую неудачу и найти в себе силы снова подняться.

Мы терпим неудачи, мы боремся, и потому достигаем успеха.

5. Делайте БОЛЬШЕ
Что интересно, в качестве лекарства от перфекционизма Азимов рекомендует создавать больше.

— Ко времени публикации определённой книги у писателя уже нет времени для волнений по поводу того, как её примут, и как она будет продаваться. К тому времени он уже продал несколько других книг и работает ещё над несколькими, которые и служат причиной его волнений. Благодаря этому в его жизни усиливается ощущение мира и спокойствия.

Если каждые несколько недель у вас выходит новый продукт, у вас не остаётся времени ныть над неудачами. Поэтому я стараюсь писать несколько статей в неделю, а не концентрироваться на одной «идеальной». Меньше тревог от неудач. Разнообразие – это страховка для разума.

6. Секретный ингредиент
Друг Азимова, писатель, боровшийся с отсутствием идей, спросил его однажды, «Где ты берёшь свои идеи?». Азимов ответил, «Я думаю, думаю, думаю, до тех пор, пока не появляется желание убить себя. Ты что, считал, что до хороших идей легко додуматься?..»

— Прошлой ночью мне не спалось, и я лежал и думал о статье, которую мне нужно написать, и я думал, думал, и плакал в грустных местах. Это была прекрасная ночь.

Никто не обещал, что придумывать идеи легко. Если бы это было легко, этим не стоило бы заниматься.

Источник: https://vk.cc/67zCUl
Показать полностью...
160.2%
100%
300.67%
Барак Обама, 1980-е.

127.43%
120%
191.44%
Встреча двух разных миров. Показ Dior в Москве, 1959 год.

152.85%
100%
276.17%
TBEx