[スポンサーリンク]

一般的な話題

ゲームを研究に応用? タンパク質の構造計算ゲーム「Foldit」

[スポンサーリンク]

画像はhttp://fold.it/portal/より転載

実験科学としてのイメージの強い化学ですが、未知分子の構造予測や、反応の遷移状態の推定には「計算化学」の力が不可欠です。巨大なスーパーコンピュータを使ってゴリゴリと量子化学計算をすることの多い計算化学ですが、最近この分野に、全く新しいアプローチが登場しました。

タンパク質分子の生体内での立体構造を予測することは、創薬等に直接応用できる重要な計算化学のテーマです。以前この「化学者のつぶやき」でも紹介したことがありましたが【記事:ゲームプレイヤーがNatureの論文をゲット!?】、ワシントン大学のDavid Baker研究室は、このタンパク質構造の最適化問題をコンピュータで解くのではなく、ネット上にいるゲーマーたちの力で解いてもらうという、タンパク質構造予測ゲーム「Foldit」を開発しました。

 

筆者はよくWindows付属の「マインスイーパー」で1日を潰してしまうことがあり、「ああ、この集中力を研究に応用できないものか」と自己嫌悪に浸っていたものですが、それを地でいったのがこの「Foldit」となります。

foldit_playing2.png

「Foldit」プレイ画面

タンパク質の立体構造は、内部での水素結合、疎水性結合など多くの力の相互作用で決まりますが、このゲームではそれらを分かりやすく色分けし、生化学の専門知識が無い人でもプレイできるようになっています。出来た構造はサーバーにアップロードます。他プレイヤーのデータを引き継いでプレイすることも可能です。

筆者も勉強の一環として2~3時間ほどプレイしてみましたが、パズルゲームとしては今一歩足りないものがある、という印象でした(苦笑)。研究用ゲームという都合上、プレイヤーがある程度正解に近づくと、残りはコンピュータが勝手に解いてしまうからです。大雑把な骨組みづくりは人間の洞察力や想像力が有効でも、細かい調整はやはりコンピュータのほうが得意なのでしょう。

さてこの斬新な発想のゲーム、決してよくある「ジョーク研究」ではありませんでした。タンパク質の構造予測コンテスト「CASP9」で、他のスーパーコンピュータによる計算結果を押しのけて1位を獲得したり、10年以上にわたって未知だったAIDS関連のタンパク質M-PMV PRの構造を3週間のプレイ期間で解いてしまったりと、実際の研究に数多くの貢献しています。

なぜ大型コンピュータに出来ないことが、専門家でもないゲーマーに出来るのでしょうか。開発者らによると、コンピュータは計算の途中で頻繁に「local minimum」と呼ばれるトラップに陥ってしまうことが多いのですが、人間のプレイヤーの洞察力が、そこから脱出する「トンネル」を作ってくれる、ということです。あくまで主役はコンピュータのようですね。

科学の難問をゲームで解いたということは、一般のニュースでも話題になりました。「科学者が10年以上解けなかった難問を、ゲーマーが3週間で解いてしまった」などのセンセーショナルな見だしが目立ちましたが、実際は10年以上にわたる科学者たちの努力と、ゲーマーの洞察力をコラボした成果だと言ったほうがいいでしょう。

インターネットが普及し、最近はtwitterやfacebookの流行で「ソーシャルの時代」と言われていますが、こういった新しい社会のツールがどのように科学の世界に取り入れられていくのか、今後の展開に注目したいところです。

関連文献(両文献ともしっかりと著者名にFoldit players, Foldit Contenders Group, Foldit Void Crushers Groupとある)

foldit4.png

Nature 2010, 466, 756. DOI: 10.1038/nature09304

foldit3.png

Nat. Struct Mol Biol, 2011, 18, 1175 DOI:10.1038/nsmb.2119

湯葉

湯葉

投稿者の記事一覧

修士課程の学生です。proteinの研究をしています。筋トレの研究はしていません。好きな食べ物は納豆です。

関連記事

  1. 太陽ホールディングスってどんな会社?
  2. メタンガスと空気からメタノールを合成する
  3. 息に含まれた0.0001%の成分で健康診断
  4. 粘土に挟まれた有機化合物は…?
  5. ククルビットウリルのロタキサン形成でClick反応を加速する
  6. 分子の聖杯カリックスアレーンが生命へとつながる
  7. 配位子だけじゃない!触媒になるホスフィン
  8. 化学者がコンピューター計算を行うべきか?

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. アメリカで Ph.D. を取る –エッセイを書くの巻– (後編)
  2. 高脂血症治療薬の開発に着手 三和化学研究所
  3. 21世紀に入り「世界同時多発研究」は増加傾向に
  4. 巻いている触媒を用いて環を巻く
  5. 低分子化合物の新しい合成法 コンビナトリアル生合成 生合成遺伝子の利用法 Total Synthesis vs Total Biosynthesis
  6. FM-AFMが実現!”溶ける”を原子レベルで直接観察
  7. 尿から薬?! ~意外な由来の医薬品~ その2
  8. エナンチオ選択的付加反応による光学活性ピペリジン誘導体の合成
  9. 稲垣伸二 Shinji Inagaki
  10. 磁気ナノ粒子でガン細胞を選別する

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

注目情報

注目情報

最新記事

化学者のためのエレクトロニクス入門④ ~プリント基板業界で活躍する化学メーカー編~

bergです。化学者のためのエレクトロニクス入門と銘打ったこのコーナーも、今回で4回目となりました。…

第103回―「機能性分子をつくる有機金属合成化学」Nicholas Long教授

第103回の海外化学者インタビューは、ニック・ロング教授です。インペリアル・カレッジ・ロンドンの化学…

松原 亮介 Ryosuke Matsubara

松原亮介(まつばら りょうすけ MATSUBARA Ryosuke、1978-)は、日本の化学者であ…

CEMS Topical Meeting Online 超分子ポリマーの進化形

7月31日に理研CEMS主催で超分子ポリマーに関するオンライン講演会が行われるようです。奇しくも第7…

有機合成化学協会誌2020年7月号:APEX反応・テトラアザ[8]サーキュレン・8族金属錯体・フッ素化アミノ酸・フォトアフィニティーラベル

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2020年7月号がオンライン公開されました。コ…

第102回―「有機薄膜エレクトロニクスと太陽電池の研究」Lynn Loo教授

第102回の海外化学者インタビューは、Lynn Loo教授です。プリンストン大学 化学工学科に所属し…

化学系必見!お土産・グッズ・アイテム特集

bergです。今回は化学系や材料系の学生さんや研究者の方々がつい手に取りたくなりそうなグッズなどを筆…

危険物取扱者:記事まとめ

世の中には様々な化学系の資格があり、化学系企業で働いていると資格を取る必要に迫られる機会があります。…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP