foldit - 과학 발전에 도움이 되는 게임을 하자

http://fold.it/portal/

이 게임은 단백질을 "접는" 게임입니다. 단백질의 전체 에너지가 최소가 되도록 효율적으로 잘 접으면 점수를 얻죠.

단백질을 접는다는 것이 어떤 의미인지 알려면 약간의 배경지식이 있어야 합니다.

단백질은 생명체를 이루는 아주 중요한 물질입니다. 적혈구도 단백질이고, 피부도 단백질이고, 뇌도 단백질입니다. 그만큼 단백질 종류는 엄청나게 다양합니다. 그리고 단백질은 종류에 따라 적절한 기능을 하죠.

단백질은 20가지 기본 아미노산으로 이루어져있습니다. 20종류 아미노산은 단백질을 만드는 레고블럭 같은 거라고 생각하시면 됩니다. DNA에 단백질 합성에 대한 기본 정보가 있는데요. 우리 몸에 있는 세포 안에서 이 DNA 정보를 이용해서 20종류 아미노산을 순선대로 길다랗게 합성을 하게 됩니다. 이렇게 체인 형태로 합성된 아미노산들을 일컬어 아미노산 서열(amino-acid chain)이라고 합니다.


DNA가 A(아데닌),T(티민),C(크리토신),G(구아닌) 네 가지 베이스로 코딩 되어있다는 건 한번쯤 들어보셨을 텐데요. 이 코드를 해석해서 일종의 20진법 코드(위 그림의 "V H L T P..." 에서 알파벳이 각각 아미노산 종류 하나를 뜻합니다.)를 만드는 과정이 아미노산 서열을 만드는 과정이라고 이해하시면 됩니다.

그런데 아미노산 서열만으로는 단백질이 제 기능을 못합니다. 이 아미노산이 분자간 인력, 척력으로 적절히 '접혀서' 3차원 구조를 이뤄야만 단백질이 기능을 하죠.  이 과정을 일컬어 단백질 접힘(protein folding) 과정이라고 합니다. 

단백질의 3차원 구조가 중요한 이유는, 단백질의 상호작용이 3차원 모양에 좌우되기 때문입니다.
만약 "凹 "같은 모양의 단백질이 있다고 하면, 이 단백질은 항상 "凸" 과 같은 모양의 단백질하고만 붙는다는 거죠.

게다가 단백질이 잘못 접히면, 병의 원인이 되기도 합니다. 광우병, 알츠하이머병이 대표적이죠. 광우병같은 경우에는 광우병 유발 단백질이 뇌에 있는 단백질의 접힘 과정을 방해한다고 알려져 있습니다.

자, 이렇게 단백질 접힘 과정이 중요하다보니, 과학자들은 당연히 그 접힘 과정을 '예측'하고 싶어하겠죠? 하지만 이게 만만치가 않습니다. 일단 단백질은 고분자인데다가, 물렁물렁하고, 물 속에서만 제 모습을 갖추다보니 전자현미경 같은 도구로도 단백질의 3차원 구조를 관찰하기가 무척 어렵습니다. 수학적으로 구조를 계산하려고 해도, 워낙 원자 분자가 많다보니 거의 불가능에 가깝고요. 남은 것은 컴퓨터 시뮬레이션인데, 이것도 예측력이 그다지 좋은 것은 아닙니다.

fold.it이라는 게임은 이런 난점을 극복하기 위해서 만든 게임이에요.

때로는 컴퓨터 시뮬레이션 보다, 사람이 직접 눈으로 보면서 맞추는게 더 잘 맞을 수도 있거든요. 게다가 한 두사람이 하는게 아니라 수많은 사람들이 경쟁적으로 한다면, 그 결과물은 더 좋을 수 있겠죠.

fold.it을 실행해보시면 아시겠지만, 내가 총 에너지가 가장 적도록 단백질 구조를 만들면, 그 결과를 인터넷에 전송해서 랭킹으로 보여줍니다.¹ 결국 일종의 "집단지성"을 이용해서 단백질 구조를 예측하자는 아이디어죠. 기발하네요.

 게임의 방법은 간단해요. 일종의 3차원 퍼즐을 푸는 거죠. 단백질의 각부분을 잡아당기거나, 흔들거나 하는 등 모양을 변형시켜서 점수가 가장 높은 구조를 찾으면 됩니다.  
위에서 설명했듯 이 게임을 하면 과학발전에도 도움이 됩니다. 다들 한번씩 해보세요-


@ 석사 때 단백질 접힘과 관련한 연구를 했었어요. 이 게임을 보니까 연구를 하지말고, 이 게임을 했다면 아마도 과학발전에 더 도움이 되었을 거라는 생각이 들더군요. -_-;;; 도대체 난 무슨 연구를 한거지?;;;