• LATEST
    • A PHP Error was encountered

      Severity: Notice

      Message: Undefined variable: latest

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48

      A PHP Error was encountered

      Severity: Warning

      Message: Invalid argument supplied for foreach()

      Filename: views/_header.php

      Line Number: 48


Video-Gamers Desain Protein Sintetik Baru

Dengan mengkodekan pengetahuan khusus ke dalam permainan komputer Foldit, Profesor biokimia David Baker asal University of Washington School of Medicine (UW School of Medicine) dan direktur Institute for Protein Design pada UW School of Medicine, serta koleganya dari berbagai lembaga ilmu pengetahuan di Amerika Serikat, berhasil mendesain protein sintetik untuk pertama kalinya (Brian Koepnick, et al, 2019).

Riset itu didanai oleh National Science Foundation, National Institutes of Health, dan US Department of Energy di Amerika Serikat. Hasil riset kolaborasi itu dirilis oleh jurnal Nature edisi 5 Juni 2019 (Brian Koepnick, Jeff Flatten, Tamir Husain, Alex Ford, Daniel-Adriano Silva, Matthew J. Bick, Aaron Bauer, Gaohua Liu, Yojiro Ishida, Alexander Boykov, Roger D. Estep, Susan Kleinfelter, Toke Nørgård-Solano, Linda Wei, Foldit Players, Gaetano T. Montelione, Frank DiMaio, Zoran Popovic, Firas Khatib, Seth Cooper, David Baker, “De novo protein design by citizen scientists”, Nature, 2019).

Melalui pemainan Foldit,  gamers atau masyarakat ilmiah pemain game berbasis solusi komputer kini membantu para peneliti protein untuk membuat vaksin baru, terapi kanker dan banyak lagi. “The diversity of molecules that these gamers came up with is astonishing. These new proteins are by no means inferior to the stuff a PhD-level scientist might make,” ungkap lead-author karya ilmiah itu, Brian Koepnick, peneliti postdoctoral pada  Institute for Protein Design (University of Washington Health Sciences/UW Medicine, 5/6/2019).

Foldit dibuat tahun 2008 untuk meneliti protein. Protein adalah biomolekul esensial tiap sel dari tiap organisme. Struktur tiga dimensinya rumit dengan beragam fungsinya, antara lain pencernaan, penyembuhan luka, outo-imunitas, dan banyak lagi. Melalui gameplay Foldit, pemain Foldit membantu peneliti menentukan struktur protein terkait HIV dan meningkatkan aktivitas enzim berguna. Namun hingga saat ini, pemain Foldit hanya dapat berinteraksi dengan protein yang sudah ada. Belum ada cara mendesain protein baru (Science Daily, 5/6/2019).

“Designing completely new proteins that didn't exist in nature has been our goal with Foldit for a long time. This new set of results shows that it's possible,” ungkao co-author  senior karya ilmiah itu, Seth Cooper, asisten profesor pada Khoury College of Computer Sciences di Northeastern University, Amerika Serikat (University of Washington Health Sciences/UW Medicine, 5/6/2019).

Brian Koepnick et al (2019) mengkodekan pengetahuan biokimia ke dalam permainan Foldit. Tujuannya, mengubah Foldit menjadi platform desain protein. Sehingga molekul-molekul perancang dengan skor bagus di Foldit, lebih mungkin didesain sesuai tujuan dan manfaatnya di dunia nyata. Tim peneliti itu menguji 146 protein yang dirancang oleh pemain Foldit di laboratorium. Sebanyak 56 ditemukan stabil. Temuan ini menunjukkan bahwa para gamer menghasilkan beberapa protein realistis. Para peneliti mengumpulkan cukup data pada empat molekul baru ini untuk menunjukkan bahwa desain-desain itu mengadopsi struktur yang diinginkannya (Science Daily, 5/6/2019).

“We didn't give (Foldit players) any lectures or tell them to read anything. Instead, we tweaked the code that has run the game over many years. I never would have believed they would get that good, but Foldit players never cease to amaze us,” ungkap co-author senior, Firas Khatib, asisten profesor sains komputer pada University of Massachusetts Dartmouth di Amerika Serikat (University of Washington Health Sciences/UW Medicine, 5/6/2019).

Selama ini, membuat protein baru mirip upaya mengikat simpul baru dengan tali yang jutaan kali lebih tipis daripada satu helai rambut manusia. Karena itu, hingga saat ini, hanya sedikit ahli bio-molekul memahami cara bio-molekul melipat yang sangat rumit. Sebagian besar ahli menggunakan algoritma molekul otomatis; sebagian besar algoritma desain gagal mendesain protein (Science Daily, 5/6/2019).

Di sisi lain, desain protein telah menjadi disiplin ilmu yang kian berkembang. Dalam lima tahun terakhir, para ahli di Institute for Protein Design dan koleganya menciptakan protein yang merangsang sistem kekebalan tubuh untuk melawan kanker dan lainnya sebagai kandidat vaksin kuat. April 2019, Institute for Protein Design menerima komitmen 45 juta dollar AS pendanaan melalui The Audacious Project, kolaborasi filantropis dari organisasi media TED (Technology, Entertainment, Design), untuk merancang vaksin, obat-obatan dan bahan-bahan berbasis protein (Science Daily, 5/6/2019).

Seberapa jauh video-gamers berhasil mendesain protein baru?  “We are always trying to make the algorithms better, but the human element is key. In fact, through Foldit design, players have even discovered flaws in the Rosetta energy function -- our state-of-the-art method for protein design. Foldit players are a new addition to the research arsenal. They're not a silver bullet, but they are an amazing resource,” ungkap Firas Khatib (University of Washington Health Sciences/UW Medicine, 5/6/2019).

Foldit adalah permainan teka-teki video online tentang pelipatan protein (protein-folding)—proses fisik rantai protein memperoleh struktur asli 3 dimensi, konformasi fungsi biologis, dan dapat direproduksi. Kini permainan Foldit merupakan bagian dari proyek riset eksperimen University of Washington, Center for Game Science, dengan kolaborasi UW Department of Biochemistry. Target riset berbasis permainan teka-teki ini ialah melipat struktur protein pilihan yang sedapat mungkin sempurna, dengan menggunakan sarana-sarana dalam permainan Foldit. Hingga tahun 2010, jurnal Nature mencatat 57.000 pemain Foldit (John Markoff/The New York Times 10/8/2010). 

Oleh: Servas Pandur