知財図鑑

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No.130

2020.04.16 Upload

遊びながら未知のタンパク質構造を解明する

Foldit(フォールディット)

foldit

概要

Folditは、タンパク質の立体構造を解くパズルゲーム。ゲームプレイヤーは出題されたタンパク質の立体模型に対して折り畳み(fold)を行い、各プレイヤーが導いた三次元立体構造の解はスコアリングされ、オンラインでデータベースに蓄積されていく。研究者が解き明かせなかった立体構造が、ゲームをプレイした市民により短期間で明らかにされた実績もあるため、Folditにおけるハイスコアを目指すことが、創薬や分子メカニズムの解明に繋がると期待されている。

なにがすごいのか?

  • ゲームプレイヤーのテクニックと直観が未知の構造を解明

  • 専門知識がなくてもゲームプレイだけで科学に貢献する可能性

  • 多言語やあらゆるOSへの対応による高い頒布性

なぜ生まれたのか?

従来、長く複雑な形状をしたタンパク質の立体構造をコンピュータで解析しようとする試みがなされてきた。しかし、立体構造を解析するにあたり普遍的に適用できるモデルは存在しないため、長期にわたり異なる立体構造の膨大な組合せをシミュレーションする必要があった。そこで、多様な人間集団の持つ経験と直観が最適解を導く事例が注目されてきた。Folditは、従来の手法では数え切れない立体構造の解析を、人間の試行に対して何らかの報酬がもたらされる仕組み(=ゲーミフィケーション)によって人間の直観を用いることのできるパズルにまで落とし込み、解決しようとする試みである。

2020年3月には、本作の開発者のひとりでワシントン大学のタンパク質設計研究所の研究者ブライアン・コエプニック博士が、新型コロナウイルスの抗ウイルス薬研究の一助になるよう「Foldit」のプレイをYouTubeで呼びかけている。

なぜできるのか?

カラフルで分かりやすいUI

水素結合・疎水結合などの分子間相互作用を分かりやすく色分けし、生化学・計算化学の専門知識のない人でも楽しみながら解析に参加できる。

教材としてのFoldit

ポリペプチドの主鎖・側鎖をカーソルで掴んで三次元的に動かすことで、タンパク質の折り畳みについて学習できる。タンパク質として本当にあり得る構造かどうかはゲームが判定し、存在すればスコアとして反映される。スコアはランキング形式となってWebサイトに反映され、解答は研究チームへとフィードバックされる。

相性のいい産業分野

医療・福祉
  • 新型コロナウイルスのタンパク質立体構造をゲーミフィケーションで予測

  • 血液脳関門を通過する認知症治療薬を市民の集合知で解明

教育・人材

小学校のICT系の授業に導入することで、プロゲーマーの素質をもつスーパー小学生が新たな立体構造を発見

この知財の情報・出典

この知財は様々な特許や要素技術が関連しています。
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