Виртуальный конструктор поможет в разработке лекарства против коронавируса

Совсем недавно специалисты Института белкового дизайна Вашингтонского университета приступили к испытаниям вариантов молекул белка, который могут блокировать шиповидные отростки коронавируса, не давая ему проникнуть в клетку человека. Все заслужившие внимание химиков и биоинженеров конструкции были созданы пользователями Foldit.

Этот виртуальный конструктор появился на свет ещё в 2008 году, как проект Центра игровой науки в объединении пяти ведущих американских вузов. Суть игры довольно проста: игрок получает в своё распоряжение случайно сгенерированную белковую цепь и цель – улучшить модель, вращая её фрагменты до максимально объединённого состояния, без возникающих коллизий. Так, например, выглядит одна и та же цепь в игре до и после сборки.

Связь игры и реальности заключается в том, что все конструкции, созданные игроками, позволяют облегчить перебор моделей белка, подходящих для ограничения действия вируса. Подбор правильной молекулы в перспективе позволит фигурально «связать руки» вирусу, не давая ему проникнуть в человеческие клетки, и перебор миллионов комбинаций рукам пользователей позволит сэкономить время на её поисках.

Раньше основной целью проекта являлась разработка лекарств против ВИЧ и различных видов рака, но с недавнего времени все силы пользователей и разработчиков были перенесены на борьбу с коронавирусом. Первая сотня удачных моделей, собранных игроками, уже проходит испытания в лабораториях Вашингтонского университета: там исследователи вручную собирают предложенные конструкции из протеинов и проверяют, как они свёртываются в реальной жизни.

Учёные сообщили, что даже самые неопытные пользователи на интуитивном уровне способны выстраивать структуру белков эффективней, чем обученные специалисты или компьютерные алгоритмы. Ранее игроки смогли сгенерировать кристаллическую структуру ретровирусной протеазы обезьяньего вируса Мэйсона-Пфайзера всего за 10 дней, в то время как учёные потратили на безуспешные поиски той же конструкции более 15 лет.

Ещё одним ярким примером эффективности игрового подбора является усовершенствование искусственного фермента, разработанного компьютерным моделированием для катализа реакции Дильса-Альдера. Тогда добавление 13 сконструированных аминокислот повысило активность фермента более чем в 18 раз.

Foldit крайне дружелюбен к новым пользователям и обладает внушительной обучающей кампанией, не требующей никаких медицинских познаний. Игра переведена на все основные языки мира и доступна для бесплатной загрузки на официальном сайте проекта.

Фото: Foldit