Može li videoigra pomoći iskorijeniti otrov koji uzrokuje rak? Nedavno pokrenut projekt daje običnim igračima priliku da riješe biološku zagonetku, što potencijalno vodi do novih načina da našu opskrbu hranom učinimo sigurnijom.
Aflatoksini, kancerogeni proizvodi plijesni koji rastu na poljoprivrednim kulturama poput kukuruza i kikirikija, gnjava su u svijetu u razvoju. Jedenje usjeva kontaminiranih aflatoksinom može izazvati akutno trovanje i smrt. Ali izloženost na maloj razini tijekom dugog razdoblja može uzrokovati probleme s imunološkim sustavom, zaustaviti rast djece i biti glavni faktor rizika za rak jetre. Iako su zemlje s visokim dohotkom poput Sjedinjenih Država izložene usjeva na prisutnost aflatoksina, oko 4, 5 milijardi ljudi, uglavnom u zemljama s nižim prihodima, još uvijek je u riziku.
Iako je problem prepoznat više od 50 godina, istraživači tek trebaju pronaći sveobuhvatno rješenje. Sada je projekt, sponzoriran od tvrtke Mars, Incorporated bombona u suradnji s nekoliko neprofitnih organizacija i sveučilišta, usmjeren prema napretku istraživanja pronalaženjem enzima koji može razgraditi aflatoksine. Nadaju se da će to postići dodirivanjem ljudske prirodne ljubavi prema igrama i rješavanja problema.
Tim je učitao niz zagonetki aflatoksina na Foldit, igračku platformu na kojoj korisnici eksperimentiraju sa presavijanjem različitih proteinskih struktura. Preklapanje proteina u pravilne trodimenzionalne strukture s potencijalnim uporabama u stvarnom životu zahtijeva prostorno vještačenje i usklađivanje obrazaca, zbog čega je proces zreo za gamifikaciju - jedan je suosnivač Foldita opisao kao "poput Tetrisa na steroidima."
Korisnicima Foldita za početak je dodan potencijalno razgradljiv enzim aflatoksin koji imaju zadatak poboljšati enzim da najbolje neutraliziraju toksin. Najboljih pet ili deset rješenja nastavit će se sintetizirati i testirati na Kalifornijskom sveučilištu u Davisu. Sve će informacije ostati u javnom vlasništvu. Tim se nada da će im iskorištavanje potencijala nestručnih stručnjaka pomoći da prikupe neočekivana rješenja, razmišljajući izvan okvira na način na koji računala još uvijek ne mogu.
"U suštini, video igra želi uhvatiti ljudsku maštu o" onome što bi moglo biti "za proteinsku strukturu", kaže Justin Siegel, kemičar iz UC Davis koji je uključen u projekt. "Pruža povratne informacije u stvarnom vremenu o vjerojatnosti da će struktura kakvu igrač predviđa biti fizički moguća."
Foldit koji su razvili informatičari sa Sveučilišta u Washingtonu i Sveučilišta Northeastern, prije se uspješno koristio u zdravstvenim istraživanjima. U 2011. godini korisnicima Foldita trebalo je tri tjedna da otkriju strukturu enzima koji pomažu virusu AIDS-a da se razmnožavaju, utirući put potencijalnim novim tretmanima. To je bio problem koji je zbunio znanstvenike desetljećima.
Aflatoksin je bio s ljudima tisućama godina, ali to nije identificirano sve do 1960. godine, kada su tisuće purana na engleskim peradarskim farmama počele razboljeti i umrijeti bez očitog uzroka. Znanstvenici su problem nazvali "bolest Turske X", i na kraju su ga povezali s brašnom od kikirikija koji se uvozi iz Brazila. Otkriveno je da je hrana kontaminirana vrstom plijesni zvanom Aspergillus flavus, čiji su otrovni metaboliti postali poznati kao aflatoksini.
Istraživanje je na kraju otkrilo da su dva plijesni, Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus, uglavnom odgovorna za proizvodnju aflatoksina. Ove plijesni cvjetaju u toplim i vlažnim uvjetima i mogu kontaminirati usjeve na polju, tijekom žetve i u skladištu. Uzgajaju se na brojnim osnovnim usjevima, uključujući kukuruz, kikiriki, proso, pšenicu, sjeme pamuka i orašaste plodove. Također mogu kontaminirati mlijeko i druge mliječne proizvode ako životinje jedu plijesni hranu.
Mnoge zemlje, uključujući SAD i države EU, imaju stroge norme za maksimalnu količinu aflatoksina koji su dopušteni u hrani i hrani za životinje. Ali mnoge zemlje u razvoju imaju niže standarde ili ih uopće nemaju ili imaju teško reguliranje standarda koje imaju. Stanovnici koji jedu lokalno uzgajanu hranu, trpe i neposredne posljedice - izbijanjem aflatoksikoze (akutnim trovanjem aflatoksinom) 2004. godine u seoskoj Keniji ubijeno je 125 ljudi - i dugoročne posljedice - ljudi izloženi aflatoksinima koji imaju i hepatitis B (što je vrlo čest slučaj u u razvoju) imaju rizik od raka jetre nekih 30 puta veći od normalnog.
"Kad malo razmislite, dolazi nam na pamet riječ kuga", kaže Howard Shapiro, glavni poljoprivredni direktor Marsa, Incorporated.
Aflatoksin je također ekonomski teret. Budući da razvijene zemlje neće prihvatiti kontaminiranu hranu, poljoprivrednici gube milijune dolara prihoda od odbačenih pošiljki i sniženih vrijednosti usjeva. Izvoz kikirikija, nekada uspješan u mnogim afričkim zemljama, naglo je opao od 1970-ih zbog straha od aflatoksina.
Problem se može djelomično riješiti pravilnom tehnikom žetve i skladištenja, iako je to malo izvan dosega malih poljoprivrednika. Trenutno istraživanje kontrole aflatoksina proučava biljke otporne na uzgoj, koristeći netoksične sorte plijesni za nadmetanje s otrovnim i kemijske tretmane koji ubijaju aflatoksin. Ali još ništa nije pružilo ništa poput cjelovitog rješenja.
Mars, Incorporated, koji svake godine prolazi kroz tone kikirikija, kukuruza i drugih spajalica u bombonima poput M&M i Snickers, već se dugo bavi problemima aflatoksina. U jednom trenutku, kaže Shapiro, oko 70 posto pošiljaka iz određenog lanca opskrbe odbačeno je zbog kontaminacije. Shapiro i njegov tim rade na uzgoju kultura otpornih na aflatoksine, projekt za koji se nada da će imati rezultate za pet do osam godina. Nada se da će projekt FoldIt prije uroditi plodom. Enzimi koje su otkrili korisnici Foldita mogli bi pomoći dovesti do novih spojeva koji kontroliraju aflatoksin na različitim mjestima u procesu uzgoja i skladištenja, što može djelovati u sinergiji s otpornim biljkama dalje na putu.
"Osjećam da bi ovo moglo biti veliki pomak", kaže Shapiro. "Ako budemo imali sreće, ovo nije samo za Mars. Ovo je globalni napor. "
