道客优

　　本文来自量子位

　　新冠疫情在美国日益严重，怎么办怎么办？

　　华盛顿大学的科学家们，准备发动群众、依靠群众，用人民汪洋大海一样的智慧群智群力。

　　于是这款名为 Foldit 的益智免费游戏，火了。参与参加可以构建一种蛋白质，来阻止新冠病毒攻击人类细胞。

　　而且游戏是在线的，结束后如果产生了有希望抗击病毒的结果，那么华盛顿大学蛋白质设计的科学家们，就会拿这些结果去做测试，甚至是制造蛋白质！

　　Foldit 的确为科研做出过实际贡献。

　　Nature 杂志在 2010 年还点名表扬过这款游戏，因为参与其中的 5.7 万名玩家为科学家们提供了有益的结果，这些结果甚至比某些计算机算法还要好。

　　目前，怀抱拯救世界之心的 20 万游戏玩家，已经在争分夺秒贡献力量。

　　根据 Foldit 的描述，当冠状病毒表面上那些尖尖的东西 (刺突蛋白)，和人类细胞表面的受体蛋白紧密结合时，病毒就会造成感染。

　　而最近几周的研究，已经确定了新冠病毒刺突蛋白的结构，以及它是如何与人类受体结合。

　　因此，Foldit 就希望通过这样的游戏，来寻找一种蛋白质，从而阻止新冠病毒感染人类细胞。

　　那么这个游戏具体怎么玩？

　　38 个关卡，逐步挑战构建蛋白质

　　Foldit 支持 Windows、Mac 和 Linux 三个操作系统，游戏下载安装非常简单（地址在文末）。

　　安装、注册完毕后，就来到了它的初始界面。

　　中间上下摆动的深红色刺状球体，就是冠状病毒，两边橘色和蓝色则是蛋白质侧链。

　　游戏的玩法，是通过鼠标改变蛋白质侧链 (Sidechain) 和骨架 (backbone) 以及其它一些列复杂结构的位置，来消除病毒。

　　Foldit 一共设置 38 个关卡。

　　第一关，你要用鼠标拖动这两个侧链的位置，消除病毒，并让分数达到 7700 分。

　　第二关展示了蛋白质骨架，有时蛋白质骨架距离过于相近，因此，我们在这一关需要拖动蛋白质骨架来移动位置，但同时还需要保证它们之间的紧密结构，分数需要达到 6500 分。

　　同样，第三关也是需要移动蛋白质侧链来达到目标分数。

　　从第四关开始，就比较复杂了，不仅要拖动每个蛋白质侧链位置来消除病毒，还需要移动到恰当的角度来达到目标分数。

　　但从第四关开始就会解锁一个辅助功能「Shake」，可以一键让侧链摆到理想位置。

　　有时，蛋白质骨架的距离又太远，就会出现「空洞」，此时就需要将蛋白质骨架的距离拉近一些。

　　与此同时，还需要保证不再产生病毒，这就是游戏的第五关。

　　到了第六关，又会解锁一个强大的工具——Wiggle，可以一键提高蛋白质骨架结构。

　　点击「Wiggle」键后，蛋白质骨架位置就会慢慢改变，分数的进度条也在增长，直到分数达到目标值，任务也就完成了！

　　下一关开始，为了让提高分数，还会涉及到蛋白质中的氢键 (hydrogen bond) 的操作。

　　当下图中上下两个「sheet」位置靠近时，它们之间就会产生蓝白相间的条形状物质，这就是氢键。

　　越往后的关卡会涉及更多复杂的结构，比如解决疏水性 (hydrophobic) 侧链问题、匹配「sheet」等等。

　　当然，在闯关的时候，肯定会遇到各种各样棘手的问题。

　　别急！Foldit 的在线模式，能让你实时和其他玩家交流 (前提是你的英文需要先过关……)。

　　游戏官网上，还展示了分数靠前的团体、个人等排名，如果你的成果拯救了世界， 不怕没人知道。

　　目前，游戏已经吸引了 20 万用户，其中名为 Go Science 团队，在团体或个人的排名方面都比较突出。

　　为何要研究蛋白质折叠？

　　免疫系统中的抗体是一种特殊的蛋白质，它通过特定形状的折叠结构，可以抓住对应的某一种病毒。

　　如果能搞清楚抗体的结构，就能更好的帮助我们区对付新冠病毒。

　　冠状病毒的特点是它表面上有一种刺突蛋白，蛋白与人类细胞表面上的一种受体蛋白紧密结合，帮助病毒进入人体细胞。

　　一旦冠状病毒刺突与人类受体结合，病毒便可以感染人类细胞并复制。

　　现在研究人员已经确定，新型冠状病毒和 SARS 病毒都是通过刺突蛋白（S 蛋白）与人体 ACE2 受体结合。

　　如果我们可以设计与这种冠状病毒刺突蛋白结合的蛋白，就可以用来阻止与人体细胞的相互作用并阻止感染。

　　所以 Foldit 最近增加了一个新的关卡，把科学家最新研究成果的实物加入到游戏中。

　　游戏里蛋白质的骨架和大部分侧链都被完全固定。玩家需要在此基础上设计一种与侧链结合的新蛋白质，从而阻止病毒与人类受体的相互作用。

　　为了结合冠状病毒靶标，玩家需要在结合位点与刺突蛋白设计大量接触点以及氢键，使蛋白质能正确折叠。

　　玩家设计出的结构可以提交到社群内，供其他玩家甚至是科学家参考。简直就是死宅们梦想的游戏拯救世界。

　　买游戏机也能抗疫

　　其实，不仅玩 PC 游戏能为抗病毒做出贡献，买游戏机回来放着不玩也是可以的。

　　斯坦福大学的 Pande 实验室为蛋白质折叠的研究，开发出 Folding@Home 计划：用计算机模拟蛋白质分子的折叠。

　　游戏机当然也能算计算机——如果一台游戏机的算力不够，就把全世界几千万玩家联合起来。

　　参与 Folding@Home 项目的公司还有索尼、英伟达等等。到这里相信你也能猜到了，没错，就是索尼的 PS 游戏机！

　　2006 年，索尼和斯坦福大学合作，共同在 PS3 上推出了 Folding@Home 应用程序。只要玩家不在玩游戏，PS3 就会利用闲置资源来计算。

　　计算蛋白质的折叠更依赖于 GPU 算力，而当时的 PS3 游戏机在图形方面的算力首屈一指，甚至超过很多台式机，因此也更适合用来计算蛋白质折叠问题。

　　更厉害的是，PS3 还具有将数据快速传输到 GPU 的能力，最终在屏幕上显示出实时的原子级蛋白质动力学可视化结果。

　　2012 年 11 月，索尼终止了在 PS3 上对 Folding@home 的支持。

　　在它 6 年的生命周期中，总共超过 1500 万用户下载了这款应用程序，为它贡献了超过 1 亿小时的计算时间，极大地协助了与蛋白质相关的疾病研究。

　　One More Thing

　　当然，关于「抗疫」游戏，今天还有一件事备受争议。

　　瘟疫公司在国内 App Store 下架后，现在出现了一款与之类似的国产游戏「疫情解药」，但网友很快发现：它从界面和玩法上都和瘟疫公司高度相似。

　　有山寨嫌疑不说，价格也受到争议，比瘟疫公司高出很多：每周 98 元、自动续订。

　　也就是说，如果你忘了取消，那么这个游戏玩一个月就要花掉 400 元。

　　也可能是考虑到价格太高，这款游戏现在推出了 3 折限时优惠活动。

　　然而即便如此，如此行径和吃相，让很多业内外网友都看不下去：

　　所以相比之下，Foldit 就显得更良心且公益。

　　完全免费，还能为研究蛋白质做出一些微小的工作。

　　你怎么看？