Scienza, Dna e videogiochi

Cosa può succedere se 4,5 milioni di individui impegnati in un videogioco commerciale di ampio successo collaborano alla soluzione di un impegnativo problema di microbiologia? Per esempio, può succedere che si ottengano dati e soluzioni che la comunità scientifica non ha potuto raggiungere efficacemente impegnando nessuno dei suoi strumenti di calcolo più avanzati, i quali sono ancora ben lontani da emulare il risultato di 4,5 milioni di cervelli umani impiegati in simultanea.

Questo è il principale risultato di un programma scientifico che ha “tradotto” in un gioco uno dei principali problemi scientifici legati all’esplosione della genomica e delle tecniche di sequenziamento, ovvero la scoperta delle relazioni filogenetiche fra i Dna recuperati a ritmo elevatissimo negli studi di microbiomica. Nello specifico, il progetto ha previsto l’integrazione all’interno di uno degli “sparatutto” di maggior successo commerciale di un “puzzle” del tipo di quelli ben noti che consistono nell’allineare correttamente mattoncini colorati; la soluzione di questo puzzle conferiva vantaggi ai giocatori del videogame principale, per cui in pochi giorni 4,5 milioni di giocatori hanno affrontato 135 milioni di volte il puzzle suddetto.

Il corretto allineamento dei mattoncini colorati corrispondeva all’allineamento di pezzetti di Dna ricavati da batteri da un milione di campioni diversi, con ognuna delle quattro basi di Dna rappresentata da un mattoncino di diverso colore in una sequenza di mattoncini; l’allineamento delle sequenze di mattoncini corrispondeva dunque all’allineamento di diversi frammenti di Dna batterico, che ha portato, grazie allo sforzo delle menti dei giocatori e alla ricomposizione di tutti gli allineamenti effettuati, ad ottenere sia la ricostruzione delle sequenze batteriche nella loro interezza, sia al loro reciproco allineamento, così da individuare quelle più simili fra loro e dunque filogeneticamente più vicine.
Questa informazione non è fine a sé stessa: poiché i campioni di batteri di cui si è ottenuto tramite lo sforzo dei giocatori la sequenza genomica e le relazioni evolutive sono campioni che provengono dalla comunità batterica presente nell’intestino umano, e considerato che ciascun campione poteva provenire da una serie temporale prelevata dallo stesso individuo via via che esso era sottoposto per esempio ad un cambio di dieta o da individui esposti a diete differenti, i dati filogenetici evolutivi hanno anche permesso di evidenziare, almeno in modo preliminare, come può evolvere la comunità di batteri che ospitiamo nell’intestino in risposta a cambiamenti di vario tipo.

In altre parole, si è ottenuta in tempi rapidissimi e a costi sostanzialmente nulli non solo un’analisi filogenetica, ma anche una descrizione dello svolgersi nel tempo dell’evoluzione di almeno alcune componenti del microbioma intestinale, sia in maniera casuale che in presenza di cambiamenti di stile di vita; e questo risultato costituisce senza dubbio una prova delle potenzialità insite nell’affrontare con milioni di cervelli indipendenti un problema apparentemente più vasto di quello che potrebbe in tempi ragionevoli essere affrontato con le nostre migliori risorse computazionali.