Voisiko videopeli auttaa hävittämään syöpää aiheuttavan myrkkyn? Äskettäin käynnistetty projekti antaa tavallisille pelaajille mahdollisuuden ratkaista biologinen palapeli, joka mahdollisesti johtaa uusiin tapoihin tehdä ruokamarkkinoistamme turvallisempia.
Aflatoksiinit, sellaisten muottien syöpää aiheuttavat tuotteet, jotka kasvavat viljelykasveissa, kuten maississa ja maapähkinöissä, ovat vitsaus kehitysmaissa. Aflatoksiinilla saastuneiden kasvien syöminen voi aiheuttaa akuutin myrkytyksen ja kuoleman. Mutta alhainen altistuminen pitkälle ajalle voi aiheuttaa immuunijärjestelmän ongelmia, tempputtaa lasten kasvua ja olla merkittävä maksasyövän riskitekijä. Vaikka korkean tulotason maissa, kuten Yhdysvalloissa, käydään viljelykasveja aflatoksiinien esiintymisen varalta, noin 4, 5 miljardia ihmistä, pääosin matalan tulotason maissa, on edelleen vaarassa.
Vaikka ongelma on tunnustettu yli 50 vuotta, tutkijoiden ei ole vielä löydetty kokonaisvaltaista ratkaisua. Nyt Mars, Incorporated -makeistajayrityksen yhdessä useiden voittoa tavoittelemattomien organisaatioiden ja yliopistojen tukeman projektin tavoitteena on siirtää tutkimusta eteenpäin löytämällä entsyymi, joka voi hajottaa aflatoksiineja. He toivovat tekevänsä tämän hyödyntämällä ihmisen luonnollista rakkautta peleihin ja ongelmanratkaisua.
Joukkue on ladannut sarjan aflatoksiini-arvoituksia Folditille, pelialustalle, jonka käyttäjät kokeilevat eri proteiinirakenteiden taittamista. Proteiinien taittaminen oikeisiin kolmiulotteisiin rakenteisiin potentiaalisella tosielämän käytöllä vaatii alueellista päättelyä ja kuvioiden sovittamistaitoja, mikä tekee prosessista kypsennettäväksi pelaamista varten - Folditin rinnakkaiselo kuvasi kerran sitä "kuten Tetris steroideilla".
Folditin käyttäjille on annettu aluksi potentiaalisesti aflatoksiineja hajottava entsyymi, ja heidän tehtävänsä on parantaa entsyymiä toksiinin parhaaksi neutraloimiseksi. Parhaat viisi tai kymmenen ratkaisua syntetisoidaan ja testataan sitten Kalifornian yliopistossa, Davis. Kaikki tiedot jäävät julkisuuteen. Ryhmä toivoo, että asiantuntijoiden potentiaalin hyödyntäminen auttaa heitä keräämään odottamattomia ratkaisuja ajattelemalla laatikon ulkopuolella tavalla, jolla tietokoneet eivät vieläkään pysty.
"Pohjimmiltaan videopeli pyrkii vangitsemaan ihmisen mielikuvituksen" mikä voisi olla "proteiinirakenteelle", sanoo projektiin osallistuvan UC Davisin kemisti Justin Siegel. "Se antaa reaaliaikaista palautetta todennäköisyydestä, että pelaajan suunnittelema rakenne olisi fyysisesti mahdollista."
Washingtonin yliopiston ja Koillis-yliopiston tietotekijöiden kehittämää Folditia on käytetty menestyksellisesti terveystutkimuksessa. Vuonna 2011 Folditin käyttäjillä kesti kolme viikkoa löytääkseen entsyymin rakenteen, joka auttaa AIDS-virusta lisääntymään ja tasoittaa tietä mahdollisille uusille hoidoille. Se oli ongelma, joka oli hämmentänyt tutkijoita kymmenen vuoden ajan.
Aflatoksiinia on ollut ihmisten kanssa tuhansia vuosia, mutta sitä ei löydetty vasta vuoteen 1960, jolloin tuhannet kalkkunat Englannin siipikarjatiloilla alkoivat sairastua ja kuolla ilman ilmeistä syytä. Tutkijat kutsuivat ongelmaa "Turkki X -taudiksi" ja yhdistivät sen lopulta Brasiliasta tuotaviin maapähkinäjauhoihin. Rehun todettiin saastuneen erään tyyppisellä muotilla, jota kutsutaan Aspergillus flavus -bakteereiksi, jonka myrkylliset metaboliitit tunnettiin aflatoksiineina.
Lopulta tutkimuksessa havaittiin, että kaksi muottia, Aspergillus flavus ja Aspergillus parasiticus, olivat pääasiassa vastuussa aflatoksiinin tuotannosta. Nämä muotit kukoistavat lämpimissä ja kosteissa olosuhteissa ja voivat saastuttaa pellon, sadonkorjuun ja varastoinnin satoja. Niitä kasvatetaan monilla katkotuhoilla, mukaan lukien maissi, maapähkinät, hirssi, vehnä, puuvillansiemenet ja pähkinät. Ne voivat saastuttaa myös maitoa ja muita maitotuotteita, jos eläimet syövät homeellista rehua.
Monissa maissa, mukaan lukien Yhdysvallat ja EU: n kansakunnat, on tiukat vaatimukset aflatoksiinien enimmäismäärälle elintarvikkeissa ja rehuissa. Mutta monissa kehitysmaissa on alhaisemmat standardit tai niitä ei lainkaan tai heillä on vaikea säännellä standardeja. Paikallisesti kasvatettuja pilaantuneita ruokia syövät asukkaat kärsivät molemmista välittömistä vaikutuksista - aflatoksikoosin puhkeamisesta (akuutti aflatoksiinimyrkytys) vuonna 2004 tapettiin 125 ihmistä Kenian maaseudulla - ja pitkäaikaisista seurauksista - aflatoksiinille altistuneista ihmisistä, joilla on myös hepatiitti B (mikä on hyvin yleistä kehitysmaissa) on maksasyövän riski noin 30 kertaa normaalia korkeampi.
"Kun mietit sitä, sana" rutto "tulee mieleen", sanoo Marsard Incorporatedin maatalousjohtaja Howard Shapiro.
Aflatoksiini on myös taloudellinen taakka. Koska kehittyneet maat eivät hyväksy saastunutta ruokaa, maanviljelijät menettävät miljoonia dollareita tuloja hylätyistä lähetyksistä ja alentaa satoarvoa. Maapähkinävienti, joka on menestynyt monissa Afrikan maissa, on vähentynyt voimakkaasti 1970-luvulta lähtien aflatoksiinipelkojen vuoksi.
Ongelmaa voidaan osittain hallita asianmukaisilla sadonkorjuu- ja varastointitekniikoilla, vaikka nämä ovat joskus pienviljelijöiden ulottumattomissa. Nykyisessä aflatoksiinin torjuntaa koskevassa tutkimuksessa tarkastellaan jalostukseen vastustuskykyisiä kasveja, käyttämällä myrkyttömiä muottilajikkeita kilpailemaan myrkyllisten kasvien kanssa, ja aflatoksiinia tappavia kemiallisia hoitoja. Mutta mikään ei ole vielä tarjonnut mitään kokonaisratkaisua.
Mars, Incorporated, joka kulkee vuosittain tonneja maapähkinöitä, maissia ja muita niittejä makeisissa, kuten M & Ms ja Snickers, on jo pitkään ollut huolissaan aflatoksiiniasioista. Yhdessä vaiheessa Shapiro sanoo, että noin 70 prosenttia tietyn toimitusketjun lähetyksistä hylättiin saastumisen vuoksi. Shapiro ja hänen tiiminsä ovat työskennelleet aflatoksiiniresistenttien kasvien kasvattamisessa. Projekti, jonka hän toivoo saavan aikaan viidestä kahdeksaan vuoteen. Hän toivoo, että FoldIt-hanke tuottaa hedelmää nopeammin. Folditin käyttäjien löytämät entsyymit voivat auttaa johtamaan uusiin yhdisteisiin, jotka kontrolloivat aflatoksiinia kasvatus- ja varastointiprosessin eri kohdissa. Ne voivat toimia synergiassa tien varrella olevien vastustuskykyisten kasvien kanssa.
"Minusta tuntuu, että tämä voisi olla iso läpimurto", Shapiro sanoo. ”Jos meillä on onnea, tämä ei ole vain Marsille. Tämä on maailmanlaajuinen pyrkimys. ”
