РНК-геймеры опубликовали свою статью в научном журнале по молекулярной биологии

Пример молекулы РНК, предложенный на стартовой странице сайта игры EteRNA: http://www.eternagame.org/web/.

Любители компьютерной игры EteRNA, целью которой является получение заданных структур РНК, создали систему оценки сложности разных задач. Объективность созданной шкалы проверили при помощи компьютерных алгоритмов решения головоломок. Полученные результаты помогут улучшить игру и облегчат исследования в области молекулярной биологии.

EteRNA — компьютерная онлайн-игра, в ходе которой игрокам предлагается получить заданную вторичную структуру (пространственную укладку цепи) молекул РНК, изменяя последовательность ее «букв». Формирование вторичной структуры обусловлено образованием водородных связей между парами комплементарных нуклеотидов: A-U и G-C. Если какая-либо последовательность, полученная во время игры, кажется стабильной, создатели игры синтезируют ее в лаборатории для дальнейшего изучения. Если за этим следует серьезное открытие, ученые могут связаться с автором интересной последовательности и предложить соавторство в публикации.

В случае нового исследования сложилась ровно обратная ситуация: на основе своего опыта игры группа любителей EteRNA сформулировала систему правил для оценки сложности получения той или иной структуры. Затем игроки обратились к ученым с просьбой проверить их теорию на суперкомпьютерах. Результаты совместной работы геймеров и исследователей опубликованы в статье в Journal of Molecular Biology.

Ученые проверили систему оценки сложности на ста тестовых структурах, используя шесть различных алгоритмов для поиска решений. Предварительные испытания игроки провели на своих персональных компьютерах, а для более масштабных проверок использовались уже суперкомпьютеры. Тестовые структуры, которые удалось «решить» опытным игрокам, оценивались по новой шкале от «решаемых» до «практически нереальных». Справедливость оценки определяли по способности уже существующих алгоритмов справиться с теми же задачами. Результаты испытаний показали, что шкала вполне соответствовала решаемости головоломок с точки зрения суперкомпьютера. Особенно сложные задачи даже оказались «не по зубам» некоторым ранее созданным алгоритмам.

Любители EteRNA также обратили внимание, что симметрия влияет на сложность получения структуры. Чем более симметричной формы нужно добиться, тем сложнее, как правило, это сделать. Кроме того, им удалось выделить набор специфических элементов вторичной структуры, наличие которых усложняет игру.

У совместной работы геймеров и ученых есть вполне практический научный смысл: до сих пор в молекулярной биологии не существовало системы оценки сложности структуры РНК. Наличие критериев оценки поможет исследователям избежать работы с заведомо проблемными последовательностями и структурами, которых сложно добиться при синтезе РНК.

Хотя долгое время ученые считали РНК лишь вспомогательной молекулой, которая является посредником между ДНК и рибосомой — молекулярной машиной, синтезирующей белок, — современные исследователи все больше изучают РНК как самостоятельную молекулу, имеющую важные функции. Кроме того, на сегодняшний день в биологии превалирует идея «РНК-мира», которая подразумевает, что первичными носителями генетической информации были именно молекулы РНК. О том, как из скромных молекул могла развиться жизнь, «Чердак» писал ранее.
Теги:

Читать еще на Чердаке: