EteRNA – Knifflige Bio-Puzzles

EteRNA – Knifflige Bio-Puzzles

Mehr als 4.000 Kilometer trennen die Forscher der kalifornischen Stanford University von ihren Kollegen an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania. Ihr Gemeinschaftsprojekt steht deshalb gleich doppelt für Kollaboration über große Distanzen: EteRNA gilt mit weltweit über 100.000 Spielern und mehreren wissenschaftlichen Publikationen als eines der erfolgreichsten Citizen Science Games.

Virtuelles Labor

Das 2D-Browsergame erschien bereits im Januar 2011, nur wenige Monate nach dem DNA-Puzzle Phylo. Gemeinsam mit dem Genreklassiker Foldit bilden die drei eine Kernfamilie aus biomedizinischen Science Games. Während Foldit vornehmlich dazu dient, bekannte Aminosäureketten zu Proteinen zu falten (es gibt auch einen Design-Modus), besteht der Zweck von EteRNA darin, völlig neue RNA-Sequenzen zu entwerfen. Die besten Designs werden regelmäßig per Abstimmung ermittelt und in Stanford synthetisiert.

RNA ist die „kleine Schwester“ der DNA. Abgesehen von ihrem jeweiligen Aufbau unterscheiden sich die beiden Säuretypen aber auch hinsichtlich ihrer Funktion: Während menschliche DNA beispielsweise Erbgut speichert, kann RNA unter anderem den Zellkern verlassen und aktiv an der Herstellung neuer Proteine mitwirken. Für die Bekämpfung von Infektionskrankheiten ist RNA ein vielseitiger Wegweiser.

Mehr Science als Game?

Nach der Anmeldung bei EteRNA – die Angabe einer Mailadresse ist freiwillig – bietet sich sofort das umfangreiche Tutorial an. Und das hat es in sich: Puzzle für Puzzle lernt man neue Tools, Interface-Elemente und Spielprinzipien kennen, während man gleichzeitig mehr über biochemische Zusammenhänge erfährt. Das beginnt bei den vier verschiedenen RNA-Basen (A, C, U, G) und setzt sich fort in Energiebilanzen und häufig wiederkehrenden Schleifenmustern.

Anders als in Phylo nimmt man hier also eine Menge Wissen mit. Im Umkehrschluss bedeutet das: Man muss sich wirklich konzentrieren, viele Informationen im Hinterkopf behalten, Hinweisen aktiv nachgehen. Wer am Anfang nicht aufpasst, arbeitet irgendwann nach dem Zufallsprinzip oder verhakt sich im Wiki. Im einen Moment recherchiert man dann noch das stabilste Basenpaar, im nächsten verzweifelt man an Booster-Sequenzen für Tetraloops. In diesen Momenten fühlt sich das Spiel an wie der Bio-LK nach zu vielen Fehlstunden.

Lernen, lernen, popernen

Vielleicht ist es gerade dieser Anspruch, der das Spiel auch wissenschaftlich so ergiebig macht. Bereits 2013 wurden die besten Lösungsstrategien von Spielern in einem neuen Design-Algorithmus zusammengefasst, der die bisherigen Programme deutlich übertraf. Das jüngste Paper (Februar 2016) markierte einen weiteren Meilenstein: Top-Spieler hatten rund 100 extrem schwere Moleküle geknackt und dabei gemeinsame Merkmale entdeckt, die den Lösungsweg besonders komplizieren. Die Erkenntnisse sind im Eterna100-Benchmark zusammengefasst und werden ebenfalls dazu verwendet, die automatisierten Verfahren zu verbessern. Ehrensache, dass alle Mitwirkenden im Anhang namentlich als Co-Autoren des Artikels genannt werden.

Derzeit entwickeln die Spieler ein Molekül, das Tuberkulose-Tests so einfach machen soll wie Schwangerschaftstests. Auch diese Challenge wird ein Thema auf der zweiten Eternacon in Stanford sein. Die zweitägige Konferenz steht Forschern und Entwicklern ebenso offen wie Spielern und wird finanziert durch freiwillige Spenden. EteRNA dürfte damit das erste Citizen Science Game sein, das nicht nur Entfernungen überbrückt, sondern auch den akademischen Betrieb weiter öffnet.

Tipp: Im Chrome-Test war die CPU ratzfatz am Limit, in Firefox lief die Flash-Anwendung flüssig.

Tipp: Im Chrome-Test war die CPU ratzfatz am Limit, in Firefox lief die Flash-Anwendung flüssig.
Roman Lehnhof