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Elektronische Welten / Archiv | Beitrag vom 15.11.2010

Daddeln für die Forschung

Wie Computerspieler Wissenschaftlern beim Proteinfalten helfen

Von Dirk Asendorpf

Nicht einfach nur rumdaddeln: Computerspieler helfen jetzt der Wissenschaft - durch Spielen! (AP)
Nicht einfach nur rumdaddeln: Computerspieler helfen jetzt der Wissenschaft - durch Spielen! (AP)

Millionen Computerspieler verbringen Milliarden Stunden hoch konzentriert vor dem Bildschirm. Ein Teil der dabei aufgewendeten Energie müsste sich doch auch für sinnvolle Aufgaben nutzen lassen, dachten sich Wissenschaftler an der University of Washington und entwarfen "Foldit", ein anspruchsvolles Computerspiel, das Spaß macht und nebenbei der Erforschung komplexer Moleküle dient.

Matthias Gäbel: "Wer jetzt nur auf den schnellen Erfolg aus ist, das wird nichts. Es braucht wirklich Geduld, bis man durchgestiegen ist, bis man ein Gefühl dafür bekommen hat, bis man so ein paar Tricks kennt: Man muss sich da reinbeißen können."

Matthias Gäbel, Internetname "Madde FF", ist einer der aktivsten deutschen Spieler von Foldit. Wie in jedem Online-Game geht es auch hier um Geschick, Geschwindigkeit und darum, im Wettbewerb mit anderen Spielern möglichst viele Punkte zu sammeln. Einziger Unterschied zu World of Warcraft oder Dragon Age: Wer bei Foldit gut abschneidet, leistet damit gleichzeitig einen wichtigen Beitrag zur Wissenschaft.

David Baker: "Foldit players are involved in predicting the structures of natural occurring proteins and in designing new ones."

Foldit-Spieler beteiligen sich sowohl an der Bestimmung natürlich vorkommender als auch am Entwerfen neuer Proteine, sagt David Baker. Der junge Molekularbiologe mit Strubbelhaar, Dreitagebart und Schlabber-Sweatshirt hat sich das Online-Spiel ausgedacht, um die mühselige Arbeit in seinem Fachgebiet voranzubringen: die Erforschung von Aufgaben und Wirkungsweise Hunderttausender verschiedener Eiweiße in lebenden Zellen.

Auf David Bakers Computerbildschirm ist eines der Proteine als wirres Knäuel unterschiedlich dicker bunter Fäden und Röhrchen zu sehen. Mit der Maus muss er die dreidimensionale Figur so umgestalten, dass ein möglichst kompaktes Gebilde daraus entsteht. Auch in der Natur suchen sich die langen Perlenketten aus verschiedenen Aminosäuren stets den kompaktesten und damit stabilsten Zustand. Fachleute sprechen von Proteinfaltung, daher der Name Foldit.

"Mit Ton macht es mehr Spaß. Ich bin selber nicht besonders gut. Wahrscheinlich könnte ich hier ziehen. Ja genau, jetzt ist der Faden weg. Und hier baue ich ihn wieder ein. Wenn ich hier ziehe, macht es ein Geräusch. Und wenn der Computer dann die Optimierungsrechnung macht, gibt es dieses Geräusch. Das macht Spaß. Und Spaß ist sehr wichtig. Das Spielen muss ja motivieren."

David Baker hat seinen Arbeitsplatz an der University of Washington in Seattle, im äußersten Nordwesten der USA. Doch an der Proteinforschung wird weltweit gearbeitet. Und auch die Spielergemeinschaft, die die Wissenschaftler dabei unterstützt, ist global.

"Unser Spitzenmann ist in Russland, dann Tschechoslowakei, Italien, hier haben wir Deutschland, also die Leute sind wirklich international verteilt. Auch das trägt zum Spaß bei."

Proteinfaltung ist eine äußerst komplexe Angelegenheit, Hochleistungsrechner brauchen Tage, um das richtige Ergebnis zu finden. Denn ihnen fehlt das räumliche Vorstellungsvermögen, das bei uns Menschen im Verlauf der Evolution besonders gut ausgeprägt wurde.

David Baker: "Menschen können hinsehen und sagen sofort: Aha, da ist ein Loch und hier ist etwas, das hineinpassen würde. So etwas ist sehr schwer für einen Computer. Der arbeitet nur mit eine sehr schnellen Abfolge von Versuch und Irrtum."

Foldit kombiniert die Stärken von Computer und Mensch. Geballte Rechnerleistung bereitet die Aufgabe grob vor, die dreidimensionale Feinarbeit leisten die Spieler. Und tragen so zum medizinischen Fortschritt bei. Falsch gefaltete Proteine sind nämlich ein Zeichen für krankhafte Veränderungen in den Zellen. Um sie zu finden, müssen die Forscher die richtige Faltung kennen.

David Bakers kleines Büro liegt in der Mitte eines ganzen Flures mit Laborräumen. Auch dort biegen sich die Tische unter Papierstapeln. Massenspektrometer piepsen, Pipetten, Gummihandschuhe und Glaskolben sind neben den Computerarbeitsplätzen der Laboranten verstreut.

David Baker: "Schönes Durcheinander, oder? Akademische Labore sind halt unordentlich. Was wir hier machen? Wir denken uns neue Proteine aus, bauen sie im Labor zusammen und testen dann, ob sie tatsächlich tun, was wir erwarten."

Auch beim Entwerfen neuer Proteine leisten Computer die grobe Vorarbeit, für den Feinschliff sorgen Foldit-Spieler.

David Baker: "Überall auf der Welt wird so viel Energie in Computerspiele gesteckt. Diese Energie kann man für wissenschaftliche Entdeckungen nutzen, zum Beispiel um neue Proteine zu entwerfen, die Zellen vor Virusinfektionen schützen oder CO2 binden. Am Ende entsteht daraus eine Impfung gegen Aids oder ein Beitrag gegen den Klimawandel und das ist doch besser als die ganze Nacht nur Halo zu spielen."

"Nature", eine der beiden bedeutendsten wissenschaftlichen Fachzeitschriften, hat ausführlich über Foldit berichtet. Als Autoren wurden alle damals registrierten 57.000 Mitspieler genannt. Einige davon hat das Wissenschaftsmagazin für einen kleinen Film besucht. So auch die Britin Susanne Helitzki, Nummer 20 der Foldit-Weltrangliste.

Susanne Helitzki: "Ich bin Sachbearbeiterin in einem Pflegedienst, das ist ziemlich langweilig. Aber wenn ich nach Hause gehe, werde ich ein anderer Mensch. Ich fordere mich gerne heraus. Das gibt mir etwas, das ich im Alltag nicht bekomme. Ich nutze Fähigkeiten, von denen ich gar nicht wusste, dass ich sie habe."

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