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- 60.000 aficionados juegan en línea para descifrar el plegamiento de proteínas
Delante de una pantalla de ordenador, 60.000 aficionados juegan desde hace varios meses a girar, retorcer y manipular unas largas cadenas parecidas a las raíces de un árbol para que ocupen el menor volumen posible. Mientras, en la Universidad de Washington en Seattle, los resultados de esta especie de 'tetris' tridimensional son analizados y comparados con los obtenidos por ordenadores enfrentados a los mismos problemas. Y la ciencia avanza.
Una idea de qué es lo que se investiga.
El plegamiento de proteínas es uno de los desafíos más importantes a los que se enfrenta la biología molecular en la actualidad, no sólo porque aumenta el conocimiento científico de la biología humana, sino que, además, permite avanzar en el diseño de fármacos para enfermedades en las que intervienen estas proteínas, como es el caso del cáncer o el Alzheimer. Después de la secuenciación del genoma humano, los científicos están concentrando sus esfuerzos en la resolución de la estructura de las proteínas que los genes codifican. Sin embargo, éste es un camino bastante complejo, pues las cadenas proteicas son estructuralmente mucho más complejas que el ADN y además el proteoma (el conjunto de proteínas de una especie) va cambiando con el tiempo de vida de los organismos.
'Foldit' es un juego on line creado por David Baker, investigador de la Universidad de Washington, para aprovechar el potencial de millones de amantes de los videojuegos. Si una persona es capaz de pasar horas delante del ordenador jugando, ¿por qué no usar este potencial para la ciencia? Lo único que había que hacer era dar forma de videojuego a la resolución de problemas. Y es que, teniendo en cuenta que, incluso para cadenas sencillas, a un ordenador normal le costaría varios años predecir la manera óptima en la que se plegarían, los investigadores decidieron utilizar la capacidad de los usuarios.
El plegamiento de proteínas es uno de los desafíos más importantes de la biología molecular, no sólo porque aumenta el conocimiento científico, sino que permite avanzar en el diseño de fármacos para enfermedades como el cáncer o el Alzheimer.
Baker y su equipo comenzaron proponiendo a los jugadores proteínas sencillas, ya resueltas para que aprendieran y cogieran soltura en determinar cómo éstas se ordenarían ocupando el menor volumen posible (lo que implica un menor contenido energético y mayor estabilidad). A continuación, aumentaron la longitud de las cadenas, lo que aumenta exponencialmente el número de maneras posibles de plegarse. Llegaron a la conclusión de que las estrategias que utilizaban los usuarios eran tan exitosas que podrían enseñárselas a los ordenadores para la resolución de estructuras, siguiendo las pautas de los internautas.
El éxito de Foldit es una vuelta de tuerca más a la llamada 'computación distribuida', que en la última década ha experimentado un crecimiento espectacular. Ésta consiste en trocear en partes pequeñas los problemas computacionales y enviarlos a través de Internet a millones de ordenadores de todo el mundo para que trabajen en paralelo. El primer proyecto de este tipo fue el SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence proyect), en el que las señales procedentes de distintos telescopios son analizados en otros ordenadores. En España, el ejemplo más reciente es Ibercivis, donde, simplemente descargando el programa BOINC, que funciona como un salvapantallas, la gente puede contribuir con proyectos científicos, aunque de un modo pasivo.
Explicación de cómo se juega Foldit (en inglés)
Sin embargo, Foldit va más allá y, en lugar de utilizar a los ordenadores, utiliza a los propietarios de los ordenadores. "Aunque los ordenadores son muy rápidos y precisos en ciertos temas, para muchas tareas están muy por detrás del cerebro humano, como en procesamiento visual, razonamiento espacial (capacidad para visualizar en tres dimensiones) o resolución de problemas complejos", según Aarón Sloman, investigador de inteligencia artificial en la Universidad de Birmingham.
Con 60.000 jugadores de todo el mundo, los resultados son de momento prometedores. "Ya hemos visto soluciones que son tan competitivas como las soluciones computacionales, a veces incluso, las superan", explica Zoran Popovi´c, de la Universidad de Washington. A finales de año, la capacidad de ambos será puesta a prueba cuando se anuncien los resultados de la competición 'Critical Assesment of Techniques for Protein structure Prediction' (CASP, por sus siglas en inglés). Esta competición comparará las estructuras resultantes experimentalmente en laboratorios con aquellas predichas por equipos, bien usando ordenadores o 'simples' cerebros humanos.
Foldit va más allá y, en lugar de utilizar a los ordenadores, utiliza a sus propietarios. "Aunque los ordenadores son muy rápidos y precisos en ciertos temas, para muchas tareas están muy por detrás del cerebro humano".
Dentro de poco, Foldit desafiará a los jugadores con un nuevo juego en el que tendrán que diseñar nuevas proteínas partiendo desde cero. Para ello, podrán combinar cadenas de aminoácidos, creando proteínas sintéticas, y las mejores de ellas serán sintetizadas y probadas para producir nuevos fármacos y vacunas. "Es en este punto en el que creo que las personas tendrán una verdadera ventaja sobre los ordenadores", explica Baker.
Vijay Pande, líder de un proceso de distribución computacional para simulaciones de plegamiento de proteínas llamado Folding@home de la Universidad de Standford, predice, sin embargo, que los resultados de estos voluntarios serán bastante pobres comparados con aquellos que pueden ser calculados computacionalmente. "Plegar proteínas es como aprender a jugar al ajedrez, pero con muchísimas más piezas y reglas mucho más complicadas, demasiadas posibilidades de combinación", explica. Mientras Pande admite que Foldit es una buenísima forma de divulgar la complejidad de los sistemas biológicos al público no especializado, declara que estaría muy sorprendido si los resultados son tan buenos como aquellos producidos por los ordenadores.
Quién es más listo (la máquina o el hombre), el tiempo y Foldit lo dirán.
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