Coronavirus mit Computerspiel besiegen: So können Sie helfen
Autor: Andreas Hofbauer
Franken, Samstag, 07. März 2020
Spielend den Coronavirus Covid-19 besiegen? Das könnte schon bald Realität werden. Zu verdanken haben wir das einem findigen Entwicklerteam. In einem Computerspiel kann jetzt jeder ein Protein zur Abwehr der neuartigen Lungenkrankheit bauen - und an die Universität in Washington weiterreichen.
Der Coronavirus, besiegt durch ein Computerspiel. Dieses Gedankenexperiment könnte vielleicht bald Wirklichkeit werden. Zu verdanken ist dieses mögliche Szenario einem kleinen Entwicklerteam aus den vereinigten Staaten aus Amerika. Die haben mit "Foldit" ein Spiel über das Lernen und wissenschaftliche Entdeckungen geschaffen. In diesem Spiel können Puzzle-Freunde nämlich an eigenen Antikörpern für aktuell grassierende Viren basteln. Die besten Entwürfe, die man im Spiel zusammengestöpselt hat, werden dann von der Universität in Washington am Institut für Protein Design nachkonstruiert und getestet.
Dabei konstruieren interessierte Spieler verschiedene Proteine beziehungsweise "falten" diese. Proteine, das sind sozusagen die Funktionsträger in jeder Zelle eines jeden Lebewesens. In diesen Zellen ermöglichen Proteine dem Körper seine lebensnotwendigen Funktionen: Nahrung zerlegen, um die Muskeln zu stärken, Signale durch das Gehirn senden, die den Körper steuern, und Nährstoffe durch das Blut transportieren. Proteine gibt es zahlreichen Varianten, aber sie haben Gemeinsamkeiten. Jedes Protein besteht aus einer Kette von verbundenen Aminosäuren.
Was genau macht man in diesem Spiel?
Aminosäuren wiederum, sind kleine Moleküle, die aus Atomen von Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Wasserstoff bestehen. Um ein Protein herzustellen, werden die Aminosäuren in einer unverzweigten Kette verbunden. In etwa vergleichbar mit einer Reihe von Menschen, die sich an den Händen halten. Und genau wie bei der Menschenkette die Beine und Füße von der Kette "hängen", so hat jede Aminosäure eine kleine Gruppe von Atomen (die so genannte Seitenkette), die von der Hauptkette (Rückgrat) absteht und die sie alle miteinander verbindet.Und obwohl Proteine nur eine Kette von Aminosäuren sind, bleiben sie nicht in einer geraden Linie. Das Protein faltet sich selbst zu einem kompakten Ball. Dabei bleiben manche Aminosäuren in der Nähe der Mitte des Balls und andere außerhalb. Außerdem hält es einige Aminosäurenpaare nahe beieinander und andere weit voneinander entfernt.
Jede Art von Protein hat eine festgelegte Form, in die es sich faltet. Vergleichbar mit der Kugel auf der Spitze eines Hügels. Die Kugel wird immer nach unten rollen. Auch, wenn man versucht sie wieder auf der Spitze des Berges zu platzieren. Denn am Boden hat sie die sicherste (und stabilste) Form. Diese Form ist wichtig, weil dadurch die Funktion des Proteins bestimmt wird. Ein Protein zum Beispiel, das Glukose abbaut, damit die Zelle die im Zucker gespeicherte Energie nutzen kann, wird eine Form haben, die die Glukose erkennt und sich an sie bindet. Vergleichbar wie ein Schloss und ein Schlüssel der dazu passt.
Aber was spielt man da überhaupt? Der Entwickler und Initiator des Projektes, Seth Cooper, beschreibt "Fold It" als kein einfaches, aber dennoch gut verständliches Puzzlespiel. Mehrere hunderttausend Spieler ohne Erfahrung oder Ausbildung im Bereich der Wissenschaft hätten bereits zu bedeutenden Forschungsergebnissen beigetragen. "Und das kann jeder, der sich für Puzzles interessiert", erklärt der Entwickler. Denn prinzipiell seien beim Spielen von "Fold It" nur drei simple Regeln zu beachten
Die drei Regeln des Spiels
1. Das Protein verpacken
Je kleiner das Protein, desto besser. Genauer gesagt will man Leerräume (Voids) in der Struktur des Proteins vermeiden, in die Wassermoleküle eindringen können. Man soll also dafür sorgen, dass die Atome des Proteins so nah wie möglich beieinander liegen. Bestimmte Strukturen, wie z.B. Blätter, verbinden sich sogar mit Wasserstoffbrückenbindungen, wenn man sie richtig anordnet und dicht aneinander bringt. Auch das wird sowohl im Spiel als auch der Wissenschaft goutiert. Stichwort: Kompakt.