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Geteiltes Denken, besseres Denken

foldit
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Netzwerk von 57.000 PC-Usern klärt in Videospiel die Struktur von Proteinen präziser als die geballte Rechenmacht von Supercomputern. Sie nehmen teil an Foldit, einer Mischung aus Wissenschaft und Computerspiel.

Noch können menschliche Gehirne mit Supercomputern nicht nur mithalten – außer im Schach, da sind wir matt –, sie können sie auch überbieten, und das ausgerechnet bei einem der komplexesten Probleme, die die Natur zu bieten hat, bei der Aufklärung der Struktur von Proteinen. Vor Kurzem wurde es ausgekämpft, der Mensch hatte die Übersicht vorn, und zwar nicht ein Mensch, sondern eine Gruppe von „über 57.000“, so viele Autoren hatte noch keine Publikation in Nature, notgedrungen wurde nur die Zahl angeführt, nicht jeder Name (466, S.756).

 

Pionier Max Perutz

Sie nehmen teil an „Foldit“, einer Mischung aus Wissenschaft und Computerspiel, bei dem (sich bildende) Proteine auf dem Bildschirm erscheinen und bearbeitet werden: Proteine sind, neben Genen, die Grundbausteine des Lebens, sie sind im Prinzip auch ähnlich gebaut, in Genen sind Nukleinsäuren aneinandergeknüpft, in Proteinen Aminosäuren. Aber die Struktur ist anders: Gene bilden einen Strang, Proteine falten sich, und die Faltungsmöglichkeiten gehen rasch in die Millionen. Welche Gestalt sie annehmen, zeigen mühsame Analysen, eine der ersten gelang dem Wiener Emigranten Max Perutz 1958 in Cambridge beim Hämoglobin, er brauchte Jahre. Die Technik hat sich verfeinert, aber sie ist immer noch so aufwendig, dass man gerne aus der bekannten Abfolge der Aminosäuren vorhersagen würde, welche Konfiguration sie bilden werden.

Dafür hat man einen Algorithmus entwickelt, der auf der Annahme beruht, dass immer die Faltung kommt, die energetisch am günstigsten ist, damit können Supercomputer rechnen. Aber die sind rar. Deshalb griffen Proteinforscher vor fünf Jahren die Idee auf, jedermann um Hilfe zu bitten, der seinen PC angeschaltet hat, aber gerade nicht braucht und die Rechenzeit zur Verfügung stellt. Populär wurde die Massen-Verschaltung zwergenhafter Computer 1999 beim Projekt SETI@home, es ging (und geht) um die Suche nach außerirdischer Intelligenz: Riesige Datenmengen von Radioteleskopen werden in kleine Pakete verteilt und an PCs geschickt, die mustern sie auf Signale durch.

Inzwischen gibt es Dutzende solcher Projekte, in ihrer nächsten Stufe bezogen sie die PC-User ein: Die Nasa etwa verschickt auf Stardust@home Fotos von einem Filter, mit dem eine Raumsonde Kometenstaub einfangen sollte – die User sichten sie durch. Im März gelang der erste Fund, er gelang Bruce Hudson, einem durch Hirnschlag halbseitig gelähmten früheren Hausmeister, der 15 Stunden am Tag vor Stardust@home verbringt. So viel Zeit hat nicht jeder, so viel Geduld auch nicht: 2005 startete David Baker, Biochemiker an der University of Washington, Rosetta@home, das Programm für Proteinstrukturen, auch sie erschienen auf dem Schirm, man konnte zusehen, wie der Algorithmus sie faltete. Aber manche User wollten nicht lange zusehen, zumindest nicht tatenlos, sie meldeten sich bei Baker zurück: Sie hätten mit bloßem Auge bessere Alternativen gesehen.

 

Raumgefühl, Wagemut, Realitätssinn

Daraufhin bauten Baker und der Computerforscher David Anderson das Programm um in ein Spiel – Foldit –, in dem die Teilnehmer aktiv Proteine falten können, in Kooperation oder Konkurrenz, es gab Wettkämpfe, am Ende den gegen den Supercomputer. Ihn schlugen die Sozial-Wissenschaftler mit drei Talenten, räumlichem Vorstellungsvermögen, Wagemut und Realitätssinn, kommendes Scheitern und Sackgassen werden früh bemerkt. All das ist Menschen-Privileg, noch, Baker übersetzt es in ein neues Computerprogramm.

Und seiner Community gibt er neue Aufgaben: Nun sollen sie Proteine nicht länger nur entschlüsseln, sondern entwerfen, etwa Antikörper für das Immunsystem. Ein erster Vorschlag wurde umgesetzt – er stammte von einem Foldit-Spitzenspieler, der sein Geld mit Massagesesseln verdient, die er auf Volksfesten aufstellt –, allerdings erfüllte das Protein die Erwartungen nicht. Aber für Baker ist der erste Erfolg nur eine Frage der Zeit (Nature, 465, S.685).

("Die Presse", Print-Ausgabe, 11.08.2010)