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Un artículo sobre ARN basado en un juego de ordenador

Posted by on Feb 19, 2016 | 0 comments

Un artículo sobre ARN basado en un juego de ordenador

Una revista científica publicó ayer un artículo que revela un conjunto de limitaciones de plegado en el diseño de moléculas de ARN. Hasta ahora, todo normal.

La mayor parte de los datos del estudio provienen de un juego en línea con miles de jugadores no expertos en bioquímica.

Además, los autores principales del artículo son los propios jugadores; y no solo eso, la revista retrasó la publicación debido a preocupaciones “éticas” sobre los autores si se usaban sólo sus nombres del  juego.

El juego se llama Eterna, y causó sensación en 2014 con un articulo en Proceedings of the National Academy of Sciences en el que había 37.000 jugadores como co-autores. El objetivo era ver si los seres humanos no expertos pueden hacer mejor el diseño de secuencias de ARN que se pliegan en formas particulares que los algoritmos de computación. Y de hecho, los seres humanos ganaron, incluso además de que los algoritmos informáticos eran mejorados con los datos de los jugadores.

En 2014 el estudio fue dirigido por los científicos con Adrien Treuille y Rhiju Das, biofísicos de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pennsylvania, y de la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, respectivamente. Los dos investigadores crearon el juego en 2009. (Ambos estaban como investigadores postdoctorales en el laboratorio de David Baker, de la Universidad de Washington, Seattle, donde se concibió el exitoso juego.) Desde entonces lo han escalado hasta llegar a convertir el juego en un laboratorio real automatizado con participacion mundial, que realmente pone a prueba las predicciones de plegado realizadas por los jugadores teniendo en cuenta la estructura 3D de las moléculas de ARN. Lo llaman la Open Eterna Massive Laboratory.

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Humano contra la máquina

El artículo de ayer muestra lo lejos que ha llegado Eterna con esfuerzo. Entre los miles de rompecabezas del juego de diseño de ARN, parece que hay un pequeño conjunto que son particularmente difíciles. Entre las características estructurales más difíciles de entender está la simetría, donde una cadena de ARN se pliega en forma de dos o más bucles de forma idéntica. El juego Eterna se incluye una interfaz para que los jugadores propongan hipótesis sobre cómo determinadas estructuras de ARN se plegarán o no en formas particulares. Con esto se extrajo un conjunto de reglas sobre el diseño de ARN. La pregunta fue: ¿Sólo los diseñadores humanos luchan con problemas de diseño difíciles, o también lo hacen las simulaciones por ordenador?

La respuesta es que los ordenadores se esforzaban tanto como las personas. Los investigadores informan que tres de los mejores algoritmos informáticos existentes, que se ejecutan en un superordenador en Stanford, tuvieron dificultades para resolver problemas de diseño de ARN, igual que los jugadores. El resultado muestra que las reglas de diseño extraidas por los jugadores se corresponden realmente a los problemas que son difíciles, no sólo para los cerebros humanos, sino también para las computadoras, así lo muestran los informes de ayer en el Journal of Molecular Biology. De hecho, los puzzles más difíciles que podrían ser resueltos por los jugadores experimentados en Eterna eran irresolubles por el ordenador, incluso después de días de cálculo. Y para ayudar a mejorar los algoritmos, los informáticos tienen ahora un conjunto de parámetros de referencia con theEterna100, para medir la dificultad de diseño de estructuras de ARN.

“Este trabajo es una contribución significativa”, dice Jane Richardson, un biofísico de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte. “Los nuevos principios de diseño parecen muy comprensibles ahora que han sido descritos, y deberían ayudar en el diseño automatizado.” Se observa que el juego en sí se ha convertido en una herramienta útil para los científicos. “Uno de los ex alumnos de nuestro laboratorio es un jugador ávido de Eterna que también ha conseguido puntos de vista para sus propios proyectos de investigación en curso.”

 
Crisis de identidad

Sin embargo, la publicación de un documento dirigido por los jugadores del juego plantea un dilema: Algunos de los autores que han contribuido fueron listados sólo por sus nombres de juego en lugar de nombres en el mundo real. “Un criterio generalmente aceptado para la autoría es que los autores deben asumir la responsabilidad de la integridad del documento,” dice el editor de la revista, Peter Wright, un biofísico en el Instituto de Investigación Scripps en San Diego, California. “En mi opinión, la identificación de un autor sólo por un nombre de usuario, que se puede cambiar en un instante, es inadecuado, ya que esa persona no puede ser contactada si surgen problemas de responsabilidad.”

Al final, los jugadores que figuran como coautores simplemente acordaron poner sus nombres completos enumerados. “Es realmente un poco extraño”, dice el autor principal Jeffrey Anderson-Lee, un administrador de sistemas informáticos de la Universidad de California, Berkeley, y un ávido jugador Eterna. “Supongo que es estirar los límites (de la revista) un poco.”

¿Qué sigue para los ciudadanos científicos? Otros muchos documentos, dice Das. “Durante los últimos 2 años, Eterna ha ofrecido a los jugadores la posibilidad de definir sus propios microproyectos, y se han llevado a cabo alrededor del 80 hasta el momento. Si la comunidad puede extraer estas observaciones en manuscritos concisos debe haber un flujo constante de jugador-artículo “.

Fuente: Science

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