Foldit: rivoluzione scientifica in un videogioco?

Avete mai pensato di dare un serio contributo alla ricerca scientifica giocando ad un videogioco? Foldit è un videogame nato nel 2008 grazie ad un progetto dell’Università di Washington, dalla collaborazione tra diversi dipartimenti di informatica e biochimica, allo scopo di realizzare un gioco che consentisse ai videogiocatori di rendersi direttamente protagonisti nell’ambito dell’ultima frontiera della ricerca scientifica: il citizen science. 

Citizen science è un connubio di due parole, citizen = cittadino e science = scienza, ossia rendersi utili ai fini della ricerca pur essendo dei comuni cittadini, senza dover essere necessariamente ricercatori qualificati o studenti universitari. Il citizen science si nutre di curiosità ed interesse del singolo cittadino, che spesso nasce e viene coltivato come hobby personale, ma se ben sfruttato può diventare una risorsa davvero utile per chi invece ha fatto della ricerca il suo lavoro. Ad esempio, quanto sarebbe comodo a chi lavora come biologo marino l’aiuto di persone che nel proprio tempo libero amano fare immersioni subacquee per rilassarsi dal proprio stressante lavoro, che magari riguarda tutt’altro? Sicuramente molto!

Una delle proteine di Foldit

Foldit abbraccia questa nuova filosofia in un modo particolare. Foldit non è altro che un videogame da scaricare gratuitamente a questo link in cui ci si trova di fronte ad una molecola in 3D – una proteina in particolare – che può essere ruotata e manipolata nello spazio nelle direzioni e nei versi che vogliamo, e in alto c’è un numero. La prima cosa che si osserva è che, provando a manipolare la proteina, il numero in alto aumenta o diminuisce, a seconda di quanto ci stiamo avvicinando all’esito atteso, e di tanto in tanto compaiono semplici suggerimenti per aiutarci e metterci sulla strada giusta. Ma qual è la strada giusta? Qual è l’obiettivo di questo insolito videogame?

Conformazione tridimensionale di un proteina

Sappiamo che una proteina è costituita da una sequenza di amminoacidi, ma è anche vero che tale sequenza non rimane distesa linearmente nello spazio; anzi, essa tende a ripiegarsi su sé stessa in un processo chiamato folding (ripiegamento), in cui tra diversi punti della molecola si instaurano legami chimici che le fanno assumere una conformazione tridimensionale più stabile. La funzionalità di una proteina è strettamente connessa alla sua conformazione tridimensionale, per cui l’obiettivo del gioco è, in sintesi, cercare di disporre la molecola in una forma che possa essere la più stabile possibile, superando un certo punteggio minimo di soglia, ma prevedere con esattezza la forma di massima stabilità in assoluto è tutt’altro che semplice, e la difficoltà cresce con la quantità di amminoacidi che formano la molecola, perché aumentano le possibili disposizioni nello spazio delle varie parti della molecola.

Una proteina in Foldit

Soprattutto, se si volesse utilizzare un avanzato computer in grado di calcolare tutte le possibili disposizioni spaziali di proteine complesse, ci vorrebbero giorni e giorni per avere un’idea chiara di una sola proteina, quindi perché non creare un videogioco in cui sono i giocatori stessi a competere tra di loro per cercare la forma energeticamente più stabile possibile per una data proteina? Si risparmia tempo e anzi si possono ottenere tantissimi dati in un intervallo di tempo alquanto ristretto. Foldit inoltre raccoglie i dati dei giocatori in una sorta di classifica suddivisa per livelli, in modo tale da conoscere sempre, per ogni proteina, la conformazione più stabile possibile… fino a quel momento conosciuta! E’ infatti sempre possibile che possa esserci una struttura tridimensionale più stabile di una precedentemente creata, per cui non c’è mai limite al miglioramento.
In effetti verrebbe spontaneo chiedersi dove sia l’utilità scientifica di tutto ciò, ma bisogna pensare innanzitutto che quando parliamo di proteine intendiamo riferirci ad un’ampia gamma di molecole con differenti funzioni; gli enzimi ad esempio sono proteine e sono fondamentali per facilitare innumerevoli reazioni che si svolgono nel nostro organismo. In secondo luogo, esistono proteine di cui si conosce la sequenza amminoacidica ma si ha un’idea ancora approssimativa della sua conformazione spaziale, per cui comprendere meglio quest’aspetto può aiutare a capirne meglio il funzionamento. Basti pensare che esistono enzimi che facilitano il funzionamento di alcuni virus (es. HIV), per cui avere un’idea più dettagliata di questi enzimi può rappresentare un punto di partenza per ideare una possibile strategia per bloccarne il funzionamento.
E se invece si volessero creare delle nuove proteine? Si potrebbe disporre di un autentico laboratorio virtuale in cui capire quale forma 3D è la più stabile per quelle date proteine, e magari non sarebbe utile se qualcuna di esse fosse utile per combattere una certa patologia?
E se qualcuno di noi, comodamente seduto in ciabatte a casa propria mentre mangia una pizza, scoprisse inconsapevolmente una proteina importante, al punto da meritare una menzione in un’autorevole rivista scientifica? No no, non sto fantasticando… provate a digitare su Google il nome Hanny van Arkel…