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Nell’ambiente del calcolo distribuito sono ormai numerosi i progetti che si occupano della struttura delle proteine. Si va dal più famoso Rosetta@home a Human Protein Folding (WCG) fino ad arrivare al più recente POEM@home. Tutto questo sottolinea quanto sia importante e allo stesso tempo problematico in campo biomedico riuscire a predire la struttura tridimensionale di una proteina.

Le proteine sono infatti i mattoni che costituiscono qualsiasi organismo vivente e conoscerne la struttura, e quindi la loro funzione, è di fondamentale importanza per capire i meccanismi di attacco di virus e batteri, sviluppare nuovi farmaci o trovare cure per gravi malattie. In questo ampio scenario ha fatto da poco la sua comparsa un nuovo approccio nella previsione delle strutture proteiche che potrebbe dare un’accelerazione a questo campo della ricerca. Si tratta del gioco online Foldit.

Sviluppato dallo stesso staff di Rosetta@home, Foldit è un gioco in cui i partecipanti devono ripiegare una proteina cercando di conferirle la struttura più stabile possibile. Per fare questo si può piegare, tirare e girare la proteina come si vuole aiutati da una grafica coinvolgente e da un punteggio - confrontabile con quello degli altri giocatori online - che indica se la nostra proteina ha raggiunto una buona struttura.

In una prima fase il principiante si confronterà con una serie di livelli introduttivi che serviranno a fargli comprendere le basi del gioco. Per esempio imparerà che se due parti della proteina si colorano di rosso vuol dire che sono fisicamente troppo vicine, oppure che i legami idrogeno rendono la struttura più stabile e fanno aumentare il punteggio. Dopo questo basilare addestramento potrà iniziare a cimentarsi nel ripiegamento delle proteine realmente studiate dai ricercatori.

I partecipanti sono già davvero molti e i ricercatori pensano al passo successivo. Se riusciranno ad individuare tra i migliori giocatori degli schemi di ragionamento in comune, potranno copiare queste strategie ed insegnarle ai computer, sviluppando così dei software di predizione della struttura più veloci e precisi che mai.

Il concetto di "Distributed thinking" è simile a quello del Calcolo distribuito (Distributed computing, ndr) con la significativa differenza che in questo caso è il cervello umano ad eseguire i compiti fondamentali per la ricerca mentre il computer fa solamente da supporto. Si tratta quasi sempre di eseguire tante piccole singole operazioni i cui risultati, ben organizzati in una banca dati centrale dagli organizzatori del progetto, possono poi essere utili agli scienziati nei vari ambiti di ricerca.

Ci sono delle operazioni semi-automatiche che il cervello umano svolge meglio e più rapidamente di un computer perché le variabili in gioco sono ancora troppe per poter programmare sufficientemente bene un'intelligenza artificiale. Una di queste operazioni è la soluzione di puzzle complessi: non pensate ai 5000 pezzi che avete faticosamente incastrato tanto da appenderne il risultato alla parete, pensate piuttosto a proteine complesse al cui ripiegamento o alla cui progettazione lavorano mostruosi supercomputer - gli utenti di Foldit hanno dimostrato che lo scettro del migliore è ancora nelle mani dell'uomo!

Un'altra operazione in cui la mente dell'uomo è superiore alle macchine è l'identificazione di oggetti e la loro classificazione, quello che in inglese è chiamato la "pattern recognition". Su questa considerazione si basa una lunga serie di progetti astronomici sorti negli ultimi anni:

ma anche altri settori, come la botanica con Herbaria@home, hanno saputo sfruttare questa possibilità.

Altre cose che il cervello fa "ancora" meglio di un PC sono la correzione di bozze scritte (proofreading), vista la grande complessità del linguaggio umano, la correzione di alcuni tipi di errori o la ricerca di informazioni eterogenee ma riferite allo stesso argomento. Troviamo quindi altri progetti tra i quali:

Il sito offre una breve descrizione dei progetti con tutti i link necessari per parteciparvi.

Folding@home è un progetto di calcolo distribuito che studia il ripiegamento delle proteine (protein folding), la loro aggregazione e le malattie derivate da un ripiegamento non corretto, mediante simulazioni di dinamica molecolare.

Questo progetto sfrutta nuovi metodi computazionali per simulare problemi milioni di volte più complessi rispetto a quanto è stato fatto finora.

Le proteine sono le “nanomacchine” della biologia. Per poter espletare le loro funzioni biochimiche, esse devono ripiegarsi. Questo processo (denominato folding, dall'inglese to fold: piegare), critico e fondamentale per tutta la biologia, rimane tutt'ora un mistero.

l protein folding è collegato ad alcune malattie come il morbo si Alzheimer, la sclerosi laterale amiotrofica, la corea di Huntington, il morbo di Parkinson e molti tipi di cancro. Quando le proteine non si ripiegano nella maniera corretta (misfolding) si possono verificare problemi molto seri, tra cui malattie ben note come il morbo di Alzheimer, il morbo della “mucca pazza” (BSE), la malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD), la sclerosi laterale amiotrofica (ALS), il morbo di Parkinson, molti tipi di cancro e sindromi correlate.

Sono stati ottenuti molti successi. Puoi saperne di più leggendo le sezioni Scienza e Riconoscimenti, oppure andando direttamente alla Pagina dei Risultati.

E' necessario installare un programma che si può scaricare solo dal sito ufficiale del progetto.

L'installazione di Folding@home è davvero una cosa semplice per la stragrande maggioranza dei sistemi su cui gira. Sia che si parli di Windows, di Linux o di MAC, ma anche quando lo si vuole far funzionare sulla propria PS3 o sulle proprie schede grafiche ATI o nVidia.

• pagina dei DOWNLOAD
• FORUM ufficiale di supporto (in inglese)

Il funzionamento di Folding@home è simile a quello di BOINC: l'applicazione sfrutta i tempi morti del proprio PC. Si scarica il lavoro dal server del progetto, il computer lo elabora, si invia il lavoro finito e si ricomincia. Contrariamente a BOINC qui si parla di un unico progetto anche se i server a cui il computer fa riferimento sono una decina.

Come ringraziamento per l'aiuto il progetto assegna dei crediti ed è possibile unirsi con altri partecipanti in un team gareggiando per primeggiare nelle classifiche mondiali.

Nelle impostazioni di Folding@home è sufficiente digitare il codice del team che è il: 61171

• Classifica del team BOINC.Italy su EOC