Chơi game để… cứu thế giới!

Đây không phải chuyện đùa mà là câu chuyện hoàn toàn nghiêm túc. Foldit là một game do đại học Washington phát triển mà khi chơi nó người chơi có thể góp công vào việc phát minh vaccine tiêu diệt virus Covid-19 đang đe dọa nhân loại. Càng kỳ thú hơn nữa là để góp công vào điều này bạn không nhất thiết phải có trình độ gì về hóa sinh.

Giáo sư Brian Koepnick đang giải thích về “gấp protein” và trò chơi Foldit

Hiểu thêm về Foldit và cách thức game này phục vụ nghiên cứu khoa học

COVID-19 đã được Tổ chức Y tế Thế giới chính thức công nhận là đại dịch, đang gây tác hại to lớn trên toàn thế giới. Hiện chưa có thuốc chữa COVID-19, nhưng các nhà khoa học đang nghiên cứu các loại thuốc có thể giúp làm chậm sự lây lan của nó. Và may thay, những người công dân bình thường đều có thể tham gia vào quá trình nghiên cứu này. Điều bạn cần làm là… chơi game, một game có tên là Foldit.

Foldit (tên tiếng Anh có nghĩa là “gấp nó”) là một trò chơi video trực tuyến thách thức người chơi gấp các loại protein khác nhau thành hình dạng mà tại đó trạng thái của chúng là ổn định nhất. Brian Koepnick - nhà hóa sinh và nhà nghiên cứu của Viện Thiết kế Protein thuộc Đại học Washington, người đã sử dụng Foldit cho nghiên cứu protein trong sáu năm – giải thích: Coronavirus có protein nhiều gai mà nó dùng để nhận ra tế bào của con người và bám vào đó để gây tác động lây nhiễm. Người chơi Foldit thiết kế các loại protein mới có thể gắn chặt vào các gai này và chặn sự nhận biết đó, từ đó có khả năng ngăn chặn virus lây nhiễm nhiều tế bào ở một cá nhân đã tiếp xúc với virus.

Foldit được phát hành lần đầu tiên vào năm 2008, từ một dự án nghiên cứu thử nghiệm của Trung tâm Khoa học Trò chơi kết hợp với khoa Hóa sinh trường Đại học Washington, Hoa Kỳ. Đây là một game dạng giải đố (puzzle game), miễn phí và phi lợi nhuận. Foldit sẽ đưa ra mô hình protein mới và người chơi (có thể là cá nhân hay nhóm) sẽ tham gia bằng cách đề xuất các phương án gấp protein này. Cấu trúc protein sau đó được các nhà hóa sinh trong phòng thí nghiệm kiểm tra để sử dụng điều chế thuốc chống virus

Gấp protein là gì?

Protein là chú ngựa thồ trong mọi tế bào của mọi sinh vật. Cơ thể của bạn được tạo thành từ hàng nghìn tỷ tế bào, thuộc tất cả các loại khác nhau: tế bào cơ, tế bào não, tế bào máu, v.v. Bên trong những tế bào đó, protein cho phép cơ thể bạn làm những việc: phá vỡ thức ăn để cung cấp năng lượng cho cơ bắp, gửi tín hiệu qua não điều khiển cơ thể và vận chuyển chất dinh dưỡng qua máu... Protein có hàng ngàn loại khác nhau, nhưng có điểm chung là chúng được làm từ cùng một thứ: mỗi protein bao gồm một chuỗi dài các axit amin kết hợp với nhau.

Axit amin là các phân tử nhỏ được tạo thành từ các nguyên tử carbon, oxy, nitơ, lưu huỳnh và hydro. Để tạo ra protein, các axit amin được nối vào một chuỗi không phân nhánh, giống như một dòng người nắm tay nhau. Giống như dòng người này có chân “thò ra” khỏi chuỗi, mỗi axit amin có một nhóm nhỏ các nguyên tử (được gọi là sidechain) dính vào chuỗi chính (xương sống) kết nối tất cả chúng lại với nhau. Có 20 loại axit amin khác nhau, tùy vào các nguyên tử trong sidechains của chúng. 20 axit amin này chia thành các nhóm khác nhau dựa trên tính chất hóa học của chúng: axit hoặc kiềm, ưa nước hoặc kỵ nước (dầu mỡ).

Mặc dù protein chỉ là một chuỗi axit amin dài, nhưng chúng không kéo dài ra theo một đường thẳng mà gấp lại để tạo ra một “đốm” nhỏ gọn. Như vậy, nó giữ một số axit amin gần trung tâm của của đốm, và những thứ khác ở bên ngoài; một số cặp axit amin gần nhau và những cặp khác cách xa nhau. Mỗi loại protein gấp lại thành một hình dạng cụ thể, hình dạng này không thay đổi và là đặc trưng của protein đó. Hầu hết các protein tự làm tất cả điều này, mặc dù một số cần thêm trợ giúp để gấp lại thành hình dạng phù hợp.

Tại sao hình dạng lại quan trọng? Bởi vì cấu trúc này chỉ định chức năng của protein. Protein tham gia vào hầu hết các quá trình diễn ra bên trong cơ thể bạn nên việc gấp protein thành một “đốm” như thế nào sẽ quyết định chức năng của protein đó và đóng vai trò rất quan trọng.

Protein chưa gấp và protein đã gấp. Ảnh chụp màn hình game Foldit

Foldit giúp làm được gì?

Dự đoán cấu trúc protein: Như được mô tả ở trên, biết cấu trúc của protein là chìa khóa để hiểu cách thức hoạt động của nó và nhắm mục tiêu với thuốc. Một protein nhỏ có thể bao gồm 100 axit amin, trong khi một số protein của con người có thể rất lớn (1.000 axit amin). Số lượng các cách gấp khác nhau ngay cả đối với một protein nhỏ là vô cùng lớn. Tìm ra cấu trúc nào là tốt nhất trong số nhiều cấu trúc có thể, được coi là một trong những vấn đề khó khăn nhất trong sinh học hiện nay và các phương pháp hiện tại tốn rất nhiều tiền và thời gian, ngay cả đối với máy tính. Foldit cố gắng dự đoán cấu trúc của protein bằng cách tận dụng trực giác giải câu đố của con người và khiến mọi người chơi cạnh tranh để gấp các protein tốt nhất.

Thiết kế protein: Vì protein là một phần của rất nhiều bệnh, nên chúng cũng có thể là một phần của phương pháp chữa bệnh. Người chơi có thể thiết kế các protein hoàn toàn mới có thể giúp ngăn ngừa hoặc điều trị các bệnh quan trọng.

Chơi Foldit để góp phần vào việc… cứu thế giới!

Kể từ khi Foldit ra đời năm 2008 đến nay, đã có hơn 500.000 người tạo tài khoản và chơi game này. Câu đố về coronavirus được đưa ra cách đây vài tháng, và đã có hơn 2.500 người chơi tham gia giải đố cho đến nay.

Seth Cooper, nhà thiết kế chính của trò chơi và là trợ lý giáo sư tại Đại học Khoa học Máy tính Đông Bắc Khoury, cho biết Foldit được tạo ra bởi vì nhóm thiết kế cho rằng mọi người có thể đưa ra các giải pháp tốt hơn máy tính và nó sẽ hữu ích cho mọi người để tương tác với các thành phần 3 chiều của cấu trúc protein để thực sự hiểu cách thức hoạt động của chúng.

Những người chơi Foldit đã tham gia giải đố các cấu trúc protein của bệnh HIV/AIDS, bệnh ung thư, bệnh Alzheimer… Đặc biệt đã giúp các nhà khoa học giải quyết vấn đề virus khỉ Mason-Pfizer vào năm 2011. Một số người chơi rất giỏi về Foldit không có nền tảng về hóa sinh, nhưng điều tuyệt vời của trò chơi là nó làm cho khoa học có thể tiếp cận được với mọi người. Thêm nữa, người chơi (dù chỉ là chơi không phải là chuyên gia hóa sinh) vẫn có thể trở thành đồng tác giả công trình khoa học, ví dụ như một số ít người chơi Foldit đã được ghi nhận là tác giả trong một bài báo của Cooper và các đồng nghiệp của anh ấy được xuất bản gần đây.

Nếu bạn thích chơi game giải đố, và nhất là bạn đang phải ở nhà vì dịch bệnh COVID-19 thì tại sao bạn không thử tải về game Foldit và chơi để có thể trở thành người… giải cứu thế giới nhỉ? Foldit có thể tải về hoàn toàn miễn phí tại: https://fold.it/portal/node/2008951.

Phạm Hoài Nhân
(Tham khảo: Fold.it Solve Puzzles for Science, TheScientist, FastCompany)

Báo Đồng Nai cuối tuần - 29/03/2020