我又卡住了。
我坐在電腦前，玩一個遊戲。這不是一個典型的遊戲：我正在使用人類的空間推理和解決難題的知識來操縱和塑造虛擬蛋白質。
這款遊戲——FoldIt——是一種分子摺紙練習。我用滑鼠拉扯和扭動螢幕上雜色的綠色、棕色、橙色和紅色的骨架，每種顏色代表蛋白質特定區域的特性。側鏈，即構成蛋白質獨特性的化學吊墜，像手鐲上的吊墜一樣掛在主骨架上。
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蛋白質是由稱為氨基酸的構件組成的鏈條，其特定的數量和排列方式使得每個蛋白質（無論是構成您的頭髮還是在血液中攜帶氧氣）都是獨一無二的。在細胞中，蛋白質在組裝時會摺疊，分子的鏈（或骨架）扭曲和彎曲形成類似於纏結的 Slinky 的結構。蛋白質的形狀（或結構）決定了它的作用、去向以及與之相互作用的分子。
目前，我正在研究漏斗網蜘蛛產生的有毒蛋白質。這種蛋白質顯然很不高興：不自然地伸長，它的顏色調色盤更像是憤怒的紅色而不是綠色，而且四個原子被標記為彼此靠得太近而讓人感到不適。
幾個簡單的動作產生了很大的收益：從 1,807 的起始分數開始，兩個快速的按鍵使蛋白質明顯更緊湊。原子獲得了它們的空間，顏色調色盤已轉向綠色。我的分數現在是 7,710，目前的高分 8,649 似乎觸手可及。但我不知道如何到達那裡。
我擁有賓夕法尼亞大學的細胞和分子生物學博士學位，但這還不夠。我感到沮喪，我的玩家排名在 450 名中排名倒數 430 位，我放棄了。
擁有博士學位意味著我知道在實驗室中確定給定蛋白質的正確結構是多麼費力且昂貴。一個相對較短的蛋白質，例如 100 個氨基酸，可能會呈現數萬億種不同的形狀。只有一個是正確的——通常是能量最低的那個。這是因為，正如西雅圖華盛頓大學 (U.W.) 生物化學家 大衛·貝克 所解釋的那樣，蛋白質的結構就像斜坡地板上的一個球：它會找到其最低能量狀態，就像球自然會滾到表面的最低點一樣。因此，找出給定蛋白質的“正確”形狀意味著找出能量水平最低的形狀。
貝克提出了一種自動執行此操作的方法：Rosetta@home。就像流行的 SETI@home 螢幕保護程式一樣，該螢幕保護程式用於幫助篩選出可能具有智慧起源的宇宙訊號，Rosetta 利用全球空閒計算機的處理能力來預測蛋白質形狀，扭曲和彎曲鏈以嘗試達到最小能量。有時，該程式會犯新手錯誤。使用者看到了它們：“我正在觀察我的計算機上發生的事情，而計算機正在進行的這些隨機移動，”貝克回憶說，“通常都很愚蠢。”
一位同事大衛·薩勒辛建議將 Rosetta@home 轉變為互動遊戲。他將貝克與 U.W. 的計算機科學家佐蘭·波波維奇聯絡起來，後者又將該專案傳遞給了他的研究生塞思·庫珀和博士後阿德里安·特魯伊爾。第一個公開測試版一年後釋出。
如果 下載該軟體，您面臨的挑戰是：使用拉動和調整、搖動和擺動等工具，將蛋白質（表示為三維、彩色管道）拉、推、輕推和旋轉成其正確的形狀。每個結構都被分配一個分數：能量水平越低，分數越高。入門練習和遊戲內輔助工具（例如“捉迷藏”，它將得分最高的解決方案與您的解決方案進行比較）可幫助新手快速上手。
對我來說，有太多的選擇。對於前 10 名玩家（也是前任第一名）Sirenbrian（又名居住在佛羅里達州的軟體工程師布萊恩·史密斯，他每晚玩 FoldIt 幾個小時）來說，標誌性動作被稱為“區域性擺動策略”，以及“沿著骨幹行走”、“切片”或只是“布萊恩化”。他隔離結構的短段，並“擺動”以降低鎖定段的能量。
前任第一名玩家查爾斯·庫薩克（螢幕名稱“Ferzle”；他現在排名第 23 位）是密歇根州荷蘭希望學院的計算機科學助理教授，他使用一種非常簡單的策略：拉動蛋白質的骨幹，搖動，擺動並重復。“你只是稍微改變一下，”他說，“然後讓演算法完成它們的工作。”
熬夜玩蛋白質摺疊遊戲似乎是一個孤獨的練習，但是聊天視窗、維基、決鬥和小組遊戲使 FoldIt 成為一個社交環境，使用者可以在其中相互學習。自 5 月釋出以來，已有超過 50,000 人下載了該應用程式。數百人積極參與遊戲，無論是單獨還是分組，每小時都有五到六個新玩家加入。其中只有大約一半是生物學家；其他人則包括從軟體工程師到歷史學家，從祖母到中學生。
沒有任何獎品，儘管貝克在 FoldIt 網站上承認了獲勝者。然而，對於使用者來說，這不僅僅是高分。“這是一款融入實際科學過程的遊戲，”Sirenbrian 說。“我們可能正在開發一種分析蛋白質的新方法，併為人們提供幫助。”擁有高中學歷的三個孩子的祖母 Thrianya 在她的使用者個人資料中說：“我喜歡四處推動這些小零件，並且非常喜歡與來自世界各地喜歡同類事物的人們聊天。”
貝克和他的團隊從使用者那裡學習，不斷尋找使用者依賴的動作。最成功的日常操作最終將被編入 Rosetta@home，以提高螢幕保護程式的效率。
FoldIt 的開發人員還將頂尖摺疊手飛往西雅圖，觀看他們如何使用該程式。Sirenbrian 在 8 月初在 FoldIt 總部度過了一天半的時間。“他們採訪了我，錄製了我玩遊戲的一些片段，我們討論了一些我想新增的新工具和功能，”他說。他的建議包括“擠壓”功能（用於壓縮整個結構，更緊湊的蛋白質往往具有較低的能量）和控制擺動功能強度的能力。
Sirenbrian 對 FoldIt 的最大抱怨之一是，該遊戲的說明不足。“這就像把一堆工具扔到坑裡，”他說，“看看我們用它們做什麼。”
然而，從貝克的角度來看，這正是重點。“我們事先不知道[摺疊蛋白質的]最佳策略是什麼，因此我們建立工具並看看人們如何使用它們。”
不過，U.W. 的波波維奇表示，自 5 月首次釋出以來，使用者輸入使 FoldIt 工具的數量增加了一倍。現在有一個註釋工具，允許使用者用註釋標記結構以供其他人檢視，還有一個旋轉結構元素的工具。
很快，開發人員將依靠使用者的智慧來設計全新的蛋白質，FoldIt 計劃在下一次釋出中進行，該釋出計劃在 10 月或 11 月的某個時候上線。新版本挑戰使用者設計全新的蛋白質，這些蛋白質可能成為未來的 HIV 疫苗和生物燃料。貝克計劃在他的實驗室中建立每個挑戰的最佳 10 個解決方案，以檢視它們的工作方式。
“我們希望定義這種全新的遊戲型別，我們希望將其稱為‘科學發現遊戲’，”波波維奇說。“我們的想法是在科學中找到許多不同的地方，在這些地方，人類解決問題的能力可以直接應用，而無需讓某人首先獲得特定領域的博士學位。”