כשהגיימרים ניצחו את המדענים… במדע

השחקנים הטובים ביותר הצליחו לפתח אינטואיציה לגבי המשחק והדרך בה השרשראות יתקפלו. בדרך זו, נחסכו כמויות עצומות של חישובים מיותרים שהמחשב היה נאלץ לבצע, על קיפולים ששחקן אנושי היה מבין מיד שאינם מובילים לתוצאה ברת קיימא.

שחקני מחשב נלהבים ומוכשרים, הידועים גם בכינוי הפופולרי ‘גיימרים’, הצליחו לפענח כיצד בנוי חלק חשוב מוירוס, אשר הצליח לתעתע במדענים מזה למעלה מעשור. השחקנים הצליחו במשימה באמצעות משחק ב- Foldit, משחק אונליין המאפשר לשחקנים לשתף פעולה ולהתחרות בניתוח וחיזוי המבנה של חלבונים שונים.

בשלב המתקדם ביותר של המשחק, התבקשו הגיימרים להשתמש בחוקי הסימולציה כדי לפענח את מבנהו של חלבון מורכב במיוחד, הקיים בוירוס הדומה לוירוס ה- HIV הגורם למחלת האיידס. מבנהו של חלבון זה נותר כתעלומה עבור החוקרים בתחום למשך יותר מעשר שנים. הדבר מתסכל במיוחד מכיוון שהבנת מבנה החלבון יכולה להוביל לפיתוח תרופות שעשויות להועיל גם במלחמה כנגד מגיפת האיידס. ממציאי המשחק העלו את השרשרת החלבונית האמורה בפני השחקנים וביקשו מהם למצוא כיצד היא מתקפלת לצורה סופית.

הגיימרים הצליחו לפתור את הבעיה תוך שלושה שבועות בלבד.

מדענים בכל רחבי העולם מתקשים לפענח את מבני החלבונים, המורכבים ממאות ואפילו מאלפי תת-יחידות, בדומה לאבני לגו הקשורות אחת לשנייה בשרשרת. השרשרת יכולה להתקפל על עצמה, להכרך ולהסתלסל ולהתגלגל עד ליצירת צורה תלת-ממדית, בדומה לדרך בה שערה אנושית יכולה להתקרזל ולקבל צורה מסולסלת תלת-ממדית. קשה מאד לדעת מראש כיצד שרשרת חלבונית תתקפל לחלבון תלת-ממדי, ומה תהיה צורתו הסופית.

זוהי סוגייה קריטית במיוחד עבור מדע הרפואה, מכיוון שחלבונים משחקים תפקיד חשוב בחייהם של תאים אנושים, בחיידקים ובוירוסים. חלבוניו של וירוס ה- HIVמסייעים לו להשתלט על תפקודי התא. חלבונים אחרים בחיידקים מסייעים להם ביכולת התנועה שלהם, בחילוף החומרים וכמעט בכל אספקט אחר בחייהם. אם נדע בדיוק כיצד נראה כל חלבון, הרי שנוכל לתכנן תרופות ייחודיות שיוכלו להיצמד לאותו חלבון ספציפי ולשתק אותו.

כדי לסייע בפתרון הבעיה, פיתחו חוקר החלבונים פרופ’ דיוויד בייקר ופרופ’ זורן פופוביץ’ משחק המכונה Foldit– קפל-אותו. בפני השחקנים מוצגת על המסך שרשרת חלבונית, ועליהם לקפל אותה לכדי חלבון מוגמר תוך כדי שהם מקפידים על כללי יסוד ביוכימיים מסוימים, אותם קל ללמוד ולהבין. הם הפיצו את המשחק ברשת, כשהם מעודדים את המשתתפים לשחק בו בחינם, ולהתחרות אחד בשני בקיפול חלבונים.

בשלבים הראשונים של המשחק, רכשו השחקנים את הכלים הבסיסיים להבנת הדרך בה מתקפלים חלבונים. הם קיפלו שרשראות פשוטות לפי חוקי המשחק, ואט-אט עברו לשרשראות מורכבות יותר ומסובכות יותר. בשלבים אלו התגלה יתרונם הכפול של בני-האדם על פני המחשב: תפיסה תלת-ממדית מפותחת, ואינטואיציה טובה. נכון להיום, עדיין קשה למחשבים להגיע לתפיסה תלת-ממדית טובה, בעוד שהמוח האנושי עבר אבולוציה של מאות-מיליוני שנים שהתאימה אותו במיוחד לקליטת מסר מהעיניים ועיבודו לצורה תלת-ממדית.

מעבר לכך, השחקנים הטובים ביותר הצליחו לפתח אינטואיציה לגבי המשחק והדרך בה השרשראות יתקפלו. בדרך זו, נחסכו כמויות עצומות של חישובים מיותרים שהמחשב היה נאלץ לבצע, על קיפולים ששחקן אנושי היה מבין מיד שאינם מובילים לתוצאה ברת קיימא.

כפי שקורה בכל תגלית חדשה, קיימות גם במקרה זה השלכות לטווח הקצר – ולטווח הארוך. בטווח הקצר התגלה מבנהו של חלבון שעשוי לספק רמזים חשובים בנוגע לדרך להלחם בוירוס ה- HIV. התוצאות התפרסמו בכתב העת המדעי היוקרתי נייצ’ר – ביולוגיה מבנית ומולקולרית – כאשר על המחקר חתומים גם החוקרים וגם הגיימרים.

בטווח הארוך, התקבלה הוכחה חשובה בנוגע לדרך בה יכולים שחקנים מן השורה – שעשויים להיות ילדים בני שבע או קשישים בני שבעים – לתרום את כוח החישוב של מוחותיהם לטובת המדע. לא תמורת כסף או טובות הנאה, אלא תמורת ההנאה שבמשחק, ואולי גם מהתהילה בה יזכו במידה ויצליחו לפענח את סודותיו של חלבון חשוב במיוחד. שיטה זו אמנם אינה צפויה להפוך לנפוצה, אך קרוב לוודאי שבשנים הקרובות היא תאפשר למדענים ‘לנצל’ את הציבור להפקת תובנות מדעיות חשובות – שאולי גם יניבו תרופות מצילות-חיים.

“המדע הוא הרפתקה מלאת דמיון,” אמר הכימאי וזוכה פרס נובל סיריל הינשלווד. הצטרף אליו קלוד ברנרד, רופא צרפתי, והוסיף כי, “העונג שבתגלית הוא בוודאי המשמח ביותר שמוח האדם יוכל אי-פעם לחוש.”

עתה, פתוחה ההרפתקה והעונג שבגילוי תגליות לכולם.