Компьютерные и мобильные игры давно уже перестали только развлекать. С их помощью можно научиться читать, выучить иностранный и даже сконструировать молекулу РНК с нужными свойствами! Об играх, которые помогут погрузиться в мир науки, рассказал наш блогер, преподаватель биоинформатики в Политехе Андрей Макашов.

В геноме вируса может быть 200 тысяч пар нуклеотидов, а у человека — около 3 млрд пар. Перебирать их вручную в поисках неисправностей — долго. Поэтому существуют биоинформатики — специалисты, которые анализируют биологические данные с помощью математических моделей. В биоинформатике, как и в других областях, активно развивается гражданская наука, благодаря которой любой человек может внести свой вклад в научные исследования.

Хотите проверить свои силы в биоинформатике и заодно помочь ученым с реальными научными проектами? Попробуйте сыграть в эти игры.

1. Foldit

Год выпуска: 2008

Жанр: головоломка

Разработчики: Вашингтонский университет

Foldit — один из самых известных примеров игр для помощи ученым. В этой биологической головоломке пользователи могут не сразу понять, что изображено на экране, но по откликам системы интуитивно догадываются о правилах игры.

Задача — предсказать структуру белков. Игроки поворачивают разные части аминокислот и складывают их между собой, а компьютер подсвечивает красным цветом неудачные фрагменты. Чем правдоподобнее будет найденная конфигурация, тем больше очков получит пользователь. Самые удачные структуры ученые анализируют и даже иногда берут в соавторы научных статей геймеров Foldit. Например, игроки за 10 дней помогли решить задачу, с которой исследователи не могли справиться 15 лет! С помощью пользователей Foldit ученые определили кристаллическую структуру ретровирусной протеазы обезьяньего вируса Мэйсона-Пфайзера.

---

2. EteRNA

Год выпуска: 2010 (бета-версия), 2011 (полная версия)

Жанр: головоломка

Разработчики: Университет Карнеги — Меллона, Стэнфордский университет

EteRNA — игра, в которой пользователи помогают расшифровывать структуры РНК. Проект похож на Foldit, поскольку создатели EteRNA вдохновлялись своим знаменитым предшественником и даже позаимствовали пару разработчиков.

Задача — сконструировать молекулу РНК с нужными свойствами. Вообще изучение структуры и функций РНК — непростая задача даже для ученых, но у игроков EteRNA есть возможность проверить свои силы и правильно расставить азотистые основания: аденин, гуанин, цитозин и урацил. Пользователи решают головоломки таким образом, чтобы молекула РНК приняла заданную форму. А затем на основе самых удачных дизайнов ученые создают молекулы и тестируют их в лаборатории.

Так же как и в Foldit, игроки нередко становятся соавторами научных статей: по данным сайта Eterna, соавторами стали уже почти 85 тысяч человек. Помимо этого, в 2020 году в журнале Biochemistry была представлена публикация, авторами которой стали только игроки Eterna. А ведь у них даже нет ученых степеней в этой области!

---

3. Phylo

Год выпуска: 2010

Жанр: головоломка

Разработчики: Университет Макгилла

Phylo — головоломка, в которой пользователи выравнивают генетические последовательности. Упорядочивая ДНК, РНК или белки, можно выявить области сходства, на основании которых ученые могут сделать выводы, например, об общем эволюционном происхождении. А что еще важнее — проследить источник некоторых генетических заболеваний.

Задача — выстроить оптимальное выравнивание генетических последовательностей, представленных в Phylo в виде цветных «плиток». Складывая между собой разноцветные блоки — нуклеотидные последовательности, игрок пытается получить как можно больше баллов. А ученые Центра биоинформатики Университета Макгилла анализируют разработанные пользователями стратегии: если алгоритм игрока успешнее компьютерного, то он используется для улучшения автоматических средств оптимизации множественного выравнивания последовательностей. Так пользователи Phylo помогают оптимизировать работу компьютерных алгоритмов. А по данным отчета 2017 года о данных Phylo, с помощью пользователей игры удалось повысить точность выравнивания геномов позвоночных и улучшить скорость по эталонному выравниванию последовательностей вируса Эбола.

---

4. Stall Catchers

Год выпуска: 2016

Жанр: видеоигра

Разработчики: Институт человеческих вычислений (Human Computation Institute)

Stall Catchers — игра, пользователи которой помогают ученым исследовать болезнь Альцгеймера и искать действенную терапию для блокировки ее некоторых симптомов.

Задача — просматривать короткие черно-белые видеозаписи мозга мышей, чтобы найти заблокированные кровеносные сосуды в пределах конкретной области. Определяя, какие сосуды заблокированы, а какие нет, геймеры помогают ученым Корнеллского университета в исследованиях болезни Альцгеймера. Чем больше таких сосудов выявит пользователь, тем больше баллов он получит за свои действия.

До сих пор такой анализ может проводиться только вручную, а расшифровка визуальных данных за двухчасовое пребывание в лаборатории занимает у ученых около недели! По данным сайта Stall Catchers, в игре приняли участие более 11 тысяч пользователей, а 12 094 видеозаписи, проанализированные за 1 час, равны пяти с половиной дням, проведенным ученым в лаборатории.

---

5. Borderlands Science

Год выпуска: 2020

Жанр: головоломка

Разработчики: Университет Макгилла, Massively Multiplayer Online Science (Массовая многопользовательская онлайн-наука), The Microsetta Initiative (The Microsetta Initiative в Медицинской школе Калифорнийского университета), Gearbox

Игра отличается от предыдущих тем, что не является отдельной платформой, а встроена в популярную игру-шутер Borderland 3. В Borderlands Science пользователи помогают ученым изучать микробиом человека, который включает множество микроорганизмов, обитающих в кишечнике. Задача — классифицировать различные бактерии и вирусы, входящие в состав микробиома. Для этого Borderlands Science кодирует генетический код каждого микроба в виде последовательностей кирпичей четырех конфигураций и цветов. А пользователи соединяют между собой блоки одного цвета по рядам и тем самым помогают ученым определять сходство между разными микробами.

Помимо того, что игроки вносят свой вклад в науку, они получают бонусные очки, которые могут использовать в Borderland 3. По данным исследования, за 4 года существования игры в ней приняли участие более 4 миллионов человек, которые решили более 135 миллионов научных головоломок. Так геймификация научных данных привлекает огромное количество участников, готовых внести свой вклад в исследования.

Фото: borderlands.2k.com