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Aids bekämpfen mit einem Computerspiel

Von Mirko Plüss. Aktualisiert am 25.01.2012

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Gamer sollen Leben retten – das sind die hohen Ambitionen hinter dem Projekt Foldit. Nun ist den Mitspielern der Durchbruch gelungen: Sie haben erstmals ein Protein erfolgreich umgestaltet.

Immer weiterfalten: Screenshot des Spiels Foldit, welches Crowdsourcing für wissenschaftliche Probleme nutzt.
Bild: PD

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Das Computerspiel Foldit wurde in den USA entwickelt. 240'000 Spieler sind registriert, mehrere Tausend sind dauerhaft aktiv.

Foldit nutzt die menschlichen 3-D-Mustererkennungsfähigkeiten, um nützliche Proteinstrukturen zu designen.

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Erfolgsmeldungen prägten in den vergangenen Jahren den modernen Forschungszweig der Biowissenschaften: Die Entzifferung des menschlichen Genoms, die Herstellung von (halb-)synthetischem Leben oder die Aufklärung von Proteinstrukturen. Es herrscht Aufbruchstimmung in den Labors, die theoretischen Möglichkeiten scheinen grenzenlos zu sein.

Die Euphorie wird jedoch immer wieder von praktischen Problemen gedämpft. Immense Rechenkapazitäten müssen generiert werden, um immer mehr Daten auf immer komplexere Weise zu analysieren. Wer hier an Grenzen stösst, setzt heute wieder vermehrt auf Menschen statt Computer, auf Neuronen statt Transistoren. Eine Möglichkeit ist dabei der Crowdsourcing-Ansatz. Er nutzt die Schwarmintelligenz der Internet-Community. Mit einem Computerspiel und dem Einsatz von Tausenden Gamern ist es nun erstmals gelungen, ein überaus stabiles Protein herzustellen, wie das Fachmagazin «Nature» schreibt.

Proteine falten und gestalten

Foldit, ein gelungenes Beispiel für Crowdsourcing, ist ein Computerspiel, das die menschliche Intuition dem Computer vorzieht. Spieler auf der ganzen Welt helfen dabei mit, Proteine auf immer neue Weise zu falten. Sie tun dies natürlich nur virtuell, die Forscher wählen anschliessend die besten Ergebnisse aus und setzen sie im Labor um.

Foldit kann gratis heruntergeladen werden und ist relativ einfach zu erlernen. Der Praxisbezug der spielerischen Tätigkeit ist gross: Fehlerhafte Proteinfaltung ist verantwortlich für eine Reihe von Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und verschiedene Stoffwechselstörungen. Die Resultate des Wissenschafts-Games helfen Forschern, Strukturen zu durchschauen, und sollen als Grundlage für neuartige Medikamente dienen.

Eine etwas neuere Spielvariation von Foldit wagt sich sogar an die eigentliche Neugestaltung von Proteinen und wird Proteindesign genannt. Ziel ist es auch hier, Moleküle mit einer grösstmöglichen Energieeffizienz zu entwerfen. In diesem Bereich soll es nun zu einem Durchbruch gekommen sein, wie die beteiligten Forscher der Washington-Universität in Seattle mitteilen.

«Ich weiss nicht, wie sie das geschafft haben»

«Ich habe zwei Jahre lang daran gearbeitet, dieses Enzym stabiler zu machen — und habe es einfach nicht geschafft», sagt Justin Siegel, ein Forscher des Teams, das die Arbeit in Auftrag gegeben hat. «Die Spieler von Foldit haben einiges erreicht und ich bin mir immer noch nicht ganz sicher, wie sie das geschafft haben.» Die Forscher sehen ihre ursprüngliche Annahme nun bestätigt: Die menschliche Intuition, sofern sie in grossem Masse angezapft werden kann, ist ein Trumpf auch gegenüber enormen Rechnerleistungen von Computern.

Mit der Foldit-Methode sind die Forscher indes nicht nur erfolgreicher, sondern auch um einiges schneller als mit den herkömmlichen Analysen. Für die Lösung, die sie erhielten, hätte ein Computer eine astronomisch hohe Zahl von Proteinstrukturen testen müssen.

Medikamente gegen Grippe und Aids

Trotz der Erfolge, welche das Crowdsourcing in der Wissenschaft feiert, haben sich bis jetzt noch keine konkreten Anwendungen daraus ergeben. Laut dem Biochemiker David Baker, der Foldit mitentwickelt hat, soll sich dies aber bald ändern: «Foldit-Spieler arbeiten momentan an Proteinen, die wirkungsvoll an einen Grippe-Virus andocken sollen.» Diese Proteine wären dann Bestandteile der ersten spielerisch entstandenen Medikamente.

Erfolge erhofft sich Baker auch in der Aidsforschung. Erst diesen Herbst gelang es den Foldit-Spielern, die Struktur eines HIV-ähnlichen Affenvirus zu entschlüsseln. Forscher hatten sich vorher über 15 Jahre lang vergeblich darum bemüht. Das Wissen um die genaue Form soll nun zur Herstellung von Aids-Medikamenten beitragen. (Bernerzeitung.ch/Newsnet)

Erstellt: 24.01.2012, 14:24 Uhr