생화학 분야 클라우드 소싱

현재 생화학 실험실에서 컴퓨터를 사용하지 않는 곳은 없고, 다양한 분석 및 계산에 필수적이다. 그러나 컴퓨터는 데이터를 입력하면 모든것을 정밀하게 해주는 것은 아니고, 사람보다 열등한 약한 부분도 있다. 

불특정 다수의 사람들로부터 아이디어를 모집 클라우드 소싱은 생화학 분야에서도 주목 받고 있으며, 클라우드 생화학라고 부르는 연구자도 있다. 2011년에는 워싱턴 대학의 David Baker 박사와 Zoran Popović 박사가 이끄는 연구팀에 의해 디자인된 Foldit라는 게임을 인터넷에서 불특정 다수의 사람들에게 놀아달라고하여 HIV단백질의 3차원 구조분석을 성공시켰다.

그래서 이번에 Foldit팀의 멤버이며 현재 카네기 멜론대학에 맡는 Adrien Treuille 박사와 스탠포드 대학의 Rhiju Das박사에 의해 EteRNA라는 RNA의 구조를 해명하기위한 새로운 온라인 게임이 개발되고 37,000명이 참여함으로써 RNA의 접는 방법을 결정하는 40의 새로운 법칙을 이끌어냈다. 

RNA는 생물에 필수적인 고분자의 하나이며 DNA나 단백질등 동렬에 말해진다. RNA는 오랫동안 유전정보의 메신저 역할을 하는 것으로 생각되고 있었지만, 최근에는 더 다양한 기능을 가진 것으로 밝혀지고있다. 그 기능을 발휘하기 위해서는 DNA와 단백질뿐만 아니라 3차원적인 구조가 필수적이기 때문에 배열만이 아니라 입체 구조가 밝혀져야한다.

RNA는 약물이나 바이오 센서로서의 이용이 주목받고 있지만, 원하는 기능을 제공하기 위해서는 목적의 입체 구조를 하고 있어야 하며, 그러기 위해서는 안정된 입체구조를 유지할수 있는 배열을 해명해야한다. EteRNA는 알려진 RNA 구조를 사용하여 자습서 및 퍼즐 문제를 풀고 1만개 이상의 연구팀에 참여가 해금된다.

게임에서 원하는 구조로 접힌 RNA배열을 디자인하고 매주 8개의 배열이 투표에 의해 선정 스탠포드 대학의 연구실로 보내진후 실제 RNA가 합성된 구조가 확인된다. 2년 동안 수백 RNA서열이 분석되어 위와 같이 RNA를 접을 위한 40가지의 새로운 법칙이 도출되었다. 예를 들어, RNA 구조의 루프나 암과 같은 별도의 부분을 연결하는 부분은 구아닌과 시토신을 많이 포함한 것으로 매우 크게 안정화하는 것으로 나타났다. 

크라우드 소싱에 의한 RNA 구조의 배열 예측은 표준 소프트웨어와 비교하면 99%의 비율로 더 정확하게 예측할 수 있었다. 또한 새로 발견된 40의 법칙을 통합 알고리즘 EteRNA Bot에도 표준 소프트웨어에 비해 95% 밖에 정확한 예측을 할 수 없었다. 이는 전문화 않는 사람들도 많이 참가하는 크라우드 소싱에 의한 구조해석 알고리즘을 통합한 컴퓨터보다 여전히 우수한 것으로 나타났습니다.

현재 그들은 RNA의 배열뿐만 아니라 3차원 구조를 디자인 할 수있는 게임을 만들고 있는 것 같다. 또한 다른 분야의 연구자가 비슷한 방법을 사용할 수 있도록 템플릿의 개발을 진행하고 있다고한다.

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