导语： 当科学研究遇上网络游戏，会碰撞出怎样的火花？华盛顿大学教授、2024 年诺贝尔化学奖得主 David Baker 团队给出了一个令人兴奋的答案。他们开发的 Foldit 游戏，让普通玩家也能参与到蛋白质设计中。如今，Foldit 迎来新篇章，范德堡大学与勃林格殷格翰公司联手打造的“Drugit”DLC，将药物分子设计带入大众视野，开启了全民参与药物研发的新模式。这不仅是一次游戏玩法的拓展，更是一场科学民主化的创新实践。
灵感火花：从“尤里卡”到游戏世界
科学的进步往往源于灵光一现。阿基米德在浴缸中发现浮力原理，高呼“尤里卡”；牛顿被苹果砸中，顿悟万有引力；凯库勒梦见蛇咬住自己的尾巴，从而发现了苯环结构。这些看似偶然的瞬间，实则是人类长期思考和积累的结晶。如何才能更好地激发人们的灵感，提高科学创造力？
在信息时代，网络游戏无疑是最具吸引力和参与性的活动之一。开放世界游戏能够激发玩家的想象力和创造力，让他们在虚拟世界中自由探索和实验。David Baker 团队正是看到了这一点，他们将蛋白质设计与游戏相结合，开发出了 Foldit 这款非营利性游戏。
Foldit 的核心理念是：让玩家像拼乐高积木一样，根据给定的氨基酸序列，搭建出各种各样的蛋白质分子结构。这些结构会被上传到云端，由服务器根据物理、生化规则进行打分评比。得分最高的结构，可能会被研究人员选中进行实验验证。
通过这种方式，Foldit 将复杂的科学问题转化为简单有趣的游戏，吸引了大量非专业人士参与。玩家们在游戏中发挥想象力，创造出各种奇特的蛋白质结构，为科学家们提供了宝贵的思路和灵感。
Foldit 的进阶：Drugit DLC 的诞生
Foldit 的成功证明了游戏化科学研究的可行性。为了进一步拓展其应用范围，范德堡大学与勃林格殷格翰公司的研发团队，以 Foldit 为基础，开发了 Drugit 这款小分子药物设计游戏，被玩家们戏称为 Foldit 的 DLC（Downloadable Content，可下载内容）。
Drugit 的核心目标是：让玩家参与到小分子药物的设计过程中。与 Foldit 侧重于蛋白质结构设计不同，Drugit 专注于寻找能够与特定靶点蛋白结合的小分子化合物。
在 Drugit 中，玩家会看到一个起始小分子与目标蛋白结合后的 3D 结构。他们的任务是优化这个小分子的结构，使其与目标蛋白结合得更加紧密。
为了完成这个任务，玩家可以使用游戏内置的工具，对小分子进行各种修改，例如添加或删除原子和化学键、改变元素种类或键级等。为了方便玩家操作，游戏还提供了一系列预定义的片段和功能基团，这些片段和基团在药物分子中非常常见。
Drugit 的一个重要特点是：它内置了一个“监考老师”，能够实时检查玩家设计的分子是否符合基本的化学规则。如果玩家设计的分子违反了物理规律，游戏会弹出窗口提示，并自动应用质子化状态和氢原子位置的简单规则，确保小分子在生理条件下以正确的电荷状态建模。
这种设计既保证了游戏的可玩性，又避免了玩家设计出不切实际的分子结构。
玩家变作者：Drugit 的科学价值
Drugit 的价值不仅在于其游戏性，更在于其科学性。为了验证 Drugit 的实用性，研究人员将生成“von Hippel Lindau E3 连接酶的不同结合物”设置为游戏谜题，并邀请玩家们参与设计。
E3 连接酶是一种重要的蛋白质，它参与调控细胞内的蛋白质降解过程。如果能够找到与 E3 连接酶结合的小分子，就可以通过调控蛋白质降解，治疗多种疾病，例如癌症和神经退行性疾病。
在 Drugit 游戏中，玩家们充分发挥想象力，设计了上千个潜在的 E3 连接酶结合对象。专家小组对这些分子进行筛选评估，最终发现其中一个分子在核磁共振实验中表现出剂量依赖性的位移扰动，表明它确实能够与 E3 连接酶结合。
为了进一步验证这个分子的结合模式，研究人员解析了它与 E3 连接酶复合的共晶体结构。结果显示，该分子的结合模式与玩家最初的想法完全一致。
这一结果充分证明了 Drugit 的可行性。即使是没有药物化学经验的玩家，也能够通过游戏设计出与目标蛋白结合的化合物。
更令人惊喜的是，在 Drugit 的研究论文中，研究人员将 Foldit 玩家列为了作者之一。这充分体现了研究团队对游戏玩家的重视，也标志着游戏玩家正式成为了科学研究的参与者。
全民药物研发：Drugit 的未来展望
Drugit 的成功为药物研发带来了新的思路。传统的药物研发过程漫长而昂贵，需要大量的专业人员和资金投入。而 Drugit 通过游戏的方式，将药物设计工具提供给大众，扩大了参与药物设计的人群范围。
这种众包模式有望加速药物研发进程，降低研发成本。特别是对于罕见病药物的研发，由于市场需求小，药企往往缺乏研发动力。而 Drugit 可以通过吸引大众参与，为罕见病药物研发带来更多资源。
未来，Drugit 还可以与其他技术相结合，例如人工智能和机器学习。人工智能可以根据玩家的设计数据，自动生成新的分子结构，并预测其与目标蛋白的结合能力。机器学习可以从大量的实验数据中学习，优化药物设计策略。
通过这些技术的结合，Drugit 有望成为一个强大的药物研发平台，为人类健康做出更大的贡献。
结论：游戏与科学的完美融合
Foldit 和 Drugit 的成功，充分证明了游戏与科学可以完美融合。游戏不仅可以提高科学研究的趣味性，还可以吸引更多人参与到科学研究中。
David Baker 团队的创新实践，为我们提供了一个新的视角：科学研究不再是少数专业人士的专利，而是可以成为全民参与的活动。
Drugit 的推出，标志着药物研发进入了一个新的时代。在这个时代，每个人都可以成为药物设计师，为人类健康贡献自己的力量。
让我们期待 Drugit 在未来能够取得更大的成就，为我们带来更多惊喜！
参考文献：
- Foldit: https://fold.it/
- Drugit: https://fold.it/drugit
- Drugit: crowd-sourcing molecular design of non-peptidic VHL binders: https://www.nature.com/articles/s41467-025-58406-0
补充说明：
- 本文在写作过程中，参考了机器之心等媒体的报道，并结合了个人对游戏化科学研究的理解。
- 本文旨在介绍 Drugit 的基本原理和未来展望，不构成任何投资建议。
- 读者如有兴趣，可以访问 Foldit 和 Drugit 的官方网站，了解更多信息。
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