Може ли видео игра да помогне за изкореняването на отрова, причиняваща рак? Наскоро стартираният проект дава шанс на обикновените геймъри да решат биологичен пъзел, което потенциално води до нови начини да направим по-безопасното ни предлагане на храна.
Афлатоксините, канцерогенните продукти на плесени, които растат върху селскостопански култури като царевица и фъстъци, са бич в развиващия се свят. Яденето на замърсени с афлатоксин култури може да причини остро отравяне и смърт. Но ниското ниво на експозиция за дълъг период от време може да причини проблеми с имунната система, да забави растежа на децата и да бъде основен рисков фактор за рак на черния дроб. Докато страни с високи доходи като Съединените щати проверяват посевите за наличие на афлатоксини, около 4, 5 милиарда души, до голяма степен в страни с по-ниски доходи, все още са изложени на риск.
Въпреки че проблемът е признат повече от 50 години, изследователите все още не са намерили цялостно решение. Сега проект, спонсориран от компанията за бонбони Mars, Incorporated във връзка с няколко организации с нестопанска цел и университети, има за цел да придвижи изследванията напред, като намери ензим, който може да разгради афлатоксините. Те се надяват да направят това, като докоснат естествената любов на хората към игрите и решаването на проблеми.
Екипът е качил серия пъзели с афлатоксин на Foldit, игрална платформа, която има експерименти на потребителите със сгъване на различни протеинови структури. Сгъването на протеини в правилни триизмерни структури с потенциални приложения в реалния живот изисква пространствени разсъждения и умения за съвпадение на модели, което прави процеса узрял за геймификация - съоснователят на Фолдит веднъж го описа като „като тетрис на стероиди“.
Потребителите на Foldit са получили потенциално разграждащ ензима афлатоксин и имат задача да подобрят ензима, за да неутрализират най-добре токсина. Най-добрите пет или десет решения ще бъдат синтезирани и след това тествани в Калифорнийския университет, Дейвис. Цялата информация ще остане в публичното пространство. Екипът се надява, че извличането на потенциала на неекспертите ще им помогне да съберат неочаквани решения, разсъждавайки извън кутията по начина, по който компютрите все още не могат.
„По същество видеоиграта търси да улови човешкото въображение на„ какво би могло да бъде “за протеиновата структура“, казва Джъстин Сийгъл, химик от UC Дейвис, участващ в проекта. „Той предоставя обратна връзка в реално време относно вероятността структурата, предвидена от играча, да бъде физически възможна.“
Фолдит, разработен от компютърни учени от Университета във Вашингтон и Североизточния университет, е използван успешно в здравните изследвания преди. През 2011 г. бяха необходими на потребителите на Foldit три седмици, за да открият структурата на ензим, който помага на вируса на СПИН да се възпроизвежда, проправяйки пътя за потенциални нови лечения. Това беше проблем, който смущаваше учените от десетилетие.
Афлатоксинът е бил с хората от хиляди години, но той е идентифициран едва през 1960 г., когато хиляди пуйки в английските птицеферми започнаха да се разболяват и умират без очевидна причина. Учените нарекли проблема „болест на Турция X“ и в крайна сметка го свързали с фъстъченото брашно, внесено от Бразилия. Установено е, че фуражът е замърсен с вид мухъл, наречен Aspergillus flavus, чиито отровни метаболити станаха известни като афлатоксини.
Изследванията в крайна сметка откриха, че две плесени, Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus, са главно отговорни за производството на афлатоксин. Тези плесени процъфтяват при топли и влажни условия и могат да замърсят посевите на полето, по време на прибиране на реколтата и при съхранение. Те растат на редица основни култури, включително царевица, фъстъци, просо, пшеница, памучно семе и дървесни ядки. Те също могат да замърсят мляко и други млечни продукти, ако животните ядат плесенясаща храна.
Много страни, включително САЩ и държавите от ЕС, имат строги стандарти за максимално допустимото количество афлатоксини в храните и храните за животни. Но много развиващи се страни имат по-ниски стандарти или изобщо няма такива или им е трудно да регулират стандартите, които имат. Жителите, които ядат замърсени храни на местно ниво, страдат както от непосредствени последици - огнището на афлатоксикоза (остро отравяне с афлатоксин през 2004 г.) уби 125 души в селските райони на Кения - и дългосрочни последици - хората, изложени на афлатоксини, които също имат хепатит В (което е много често в развиващ се свят) имат риск от рак на черния дроб, около 30 пъти по-висок от нормалния.
"Когато се замислите, думата" чума "идва на ум", казва Хауърд Шапиро, главен земеделски директор на Марс, Incorporated.
Афлатоксинът също е икономическа тежест. Тъй като развитите страни няма да приемат замърсена храна, фермерите губят милиони долари приходи от отхвърлени пратки и понижени стойности на реколтата. Износът на фъстъци, процъфтявал някога в много африкански страни, намалява рязко от 70-те години насам насам заради страховете от афлатоксин.
Проблемът може да бъде частично овладян с подходящи техники за прибиране на реколтата и съхранението, въпреки че понякога те са недостъпни за дребните земеделски производители. Настоящите изследвания на контрола върху афлатоксините разглеждат растенията, устойчиви на размножаване, използвайки нетоксични сортове плесен, за да се конкурират с токсичните, и химически обработки, убиващи афлатоксина. Но все още нищо не е предоставило нещо като цялостно решение.
Mars, Incorporated, който всяка година преминава през тонове фъстъци, царевица и други скоби в бонбони като M&Ms и Snickers, отдавна се занимава с проблемите на афлатоксина. В един момент, казва Шапиро, около 70 процента от пратки от определена верига за доставки са били отхвърлени поради замърсяване. Шапиро и неговият екип работят по отглеждането на устойчиви на афлатоксин култури, проект, за който се надява, че ще има резултати след пет до осем години. Той се надява, че проектът FoldIt ще даде плод по-скоро. Ензимите, открити от потребителите на Foldit, могат да помогнат да доведат до нови съединения за контрол на афлатоксина в различни точки от процеса на отглеждане и съхранение, като потенциално работят в синергия с устойчиви растения по-нататък по пътя.
"Чувствам, че това може да бъде голям пробив", казва Шапиро. „Ако имаме късмет, това не е само за Марс. Това е глобално усилие. "
