科学家们为抗击这场疫情付出了巨大的努力。而且他们并非孤军奋战:他们还有助手。有些科学家甚至有幸拥有成千上万的助手。公民科学家们忠实地记录他们的健康状况,回答调查问卷,并玩一些游戏,帮助研究人员更多地了解从公共卫生到 mRNA 如何工作的一切。以下是参与抗击新冠肺炎的公民科学项目及其已取得成就的简要介绍。
追查疾病爆发
在“附近疫情”网站上,只需几秒钟就可以报告您感觉健康还是生病。即使是这个简单的问题,也为研究人员提供了关于新冠肺炎传播情况的大量信息。他们从北美各地的志愿者那里收集的数据已经被各种卫生部门、研究人员甚至 CDC 使用。
“附近疫情”项目由两个独立的、相关的项目演变而来:“流感附近”(Flu Near You)和“新冠肺炎附近”(COVID Near You)。它于 2020 年 12 月正式启动,并在今年早些时候增加了一项新的报告功能,参与者可以报告他们的居家新冠肺炎检测结果——这些数据通常在官方病例统计中缺失。
“我们对收集到的居家检测数据感到非常兴奋,”《附近疫情》的项目经理 Autumn Gertz 说。“这些数据在其他地方并没有得到广泛收集。”
Gertz 表示,到目前为止,他们已经收到了 35,000 条来自居家检测结果报告的人的数据。与官方检测点报告给卫生部门的信息不同,居家检测的结果通常不会被报告。但通过向“附近疫情”报告,专家们可以看到有多少人进行了居家检测,有多少人检测呈阳性,以及他们是否进行了后续检测。(后者通常的答案是:没有。)
参与:附近疫情
Gertz 希望“流感附近”的公民科学家们能够切换到新的“附近疫情”版本。“这是该项目的下一代产品,只是更新、更好了,”她说。
最近做过居家新冠检测吗?将您的结果报告给附近疫情!
解锁 RNA 的秘密
在 Eterna 中,玩家通过在线游戏解决谜题,帮助研究人员研究 RNA,RNA 将 DNA 的遗传指令转化为蛋白质,从而在细胞内执行各种任务。最近,RNA 因成为一些领先的新冠肺炎疫苗的基础而备受关注。辉瑞-BioNTech 和 Moderna 疫苗都基于信使 RNA,即 mRNA。
Eterna 的最新任务让玩家在新冠肺炎疫苗研究中发挥了积极作用。他们的 OpenVaccine 项目研究了 RNA 分子如何折叠,这会影响它们降解的速度。设计一种在室温下不易降解的 RNA 可以极大地改善全球疫苗的可及性。目前的疫苗需要极低的冷藏温度才能保持 mRNA 的活性,这限制了它们在缺乏相关基础设施的地区的使用。
您无需任何生物化学知识即可玩 Eterna:有一个教程会引导您完成 30 个谜题,让您上手。
“需要付出一些努力来学习基础知识,但我认为这是非常值得的,”Townley 说。“能够设计一种 RNA 并在实验室中合成它,这是一个非常难得的机会。”
Jill Townley,一位长期玩家,最近加入了 Eterna 开发团队,她说,超过 100 名 Eterna 玩家贡献了 3,000 种 RNA 分子设计,这些设计由斯坦福大学的研究人员在实验室中物理合成。
最近,他们开始超越斯坦福大学,公开发布新的分子设计,供其他研究人员在他们的实验室进行测试。
Townley 说:“世界上任何地方的任何研究人员都可以自由地在他们的实验室中测试这些,并看看这些序列在室温或冷藏条件下与当前疫苗序列相比效果如何。“我们认为让这些序列进入多家实验室进行测试非常重要,包括制药公司。”
到目前为止,Eterna 团队已经发表了三篇基于他们工作的论文。在第一篇(于 2021 年 3 月作为预印本分享,即尚未经过同行评审和发表)中,他们描述了 Eterna 玩家的设计如何表明他们称之为“超折叠”(superfolder)的 mRNA 不仅提高了稳定性(分子降解前的持续时间),还提高了表达(它们的工作效果)。
在第二篇论文中,该论文于 2021 年 10 月发表在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上,他们提出了一个新的模型,用于估算 RNA 分子基于其结构的降解速度。在他们最新的论文(2021 年 10 月发布的预印本)中,团队将机器学习也加入了进来。他们的新算法可以查看分子的序列(例如 Eterna 玩家开发的那种),并确定它如何在三维空间中折叠。
这项知识如果得到善用,将改变未来 mRNA 疫苗的设计方式,极大地提高它们的保质期和全球可及性。
参与:Eterna 游戏
OpenVaccine 项目已经结束,但他们的下一个项目已经启动。名为OpenRibosome,它正在研究由 RNA 组成的、位于细胞机器核糖体内的成分。核糖体是将遗传信息转化为蛋白质的地方。
公民科学家应对疫情
我们才刚刚触及公民科学家为新冠肺炎研究做出贡献的表面。例如,在Foldit 中,贡献者解决蛋白质折叠难题(类似于 Eterna 的 RNA 折叠难题)。玩家可以参与他们的“冠状病毒挑战”,设计一种可以干扰新冠肺炎感染的抗病毒蛋白。最佳设计将由华盛顿大学蛋白质设计研究所的科学家制造和测试。
而在《COVID-19 公民科学项目》中,来自世界各地的 10 万多人一直在报告他们的健康状况,并回答有关他们在疫情期间行为的简短调查。
加州大学旧金山分校医学教授、《COVID-19 公民科学项目》的联合负责人 Greg Marcus 表示,自该项目于 2020 年 3 月启动以来,他们已经学到了很多东西,并发表了多篇论文。
Marcus 说,他们研究的一些内容包括疫苗副作用、感染风险因素或病毒症状的出现,以及获得新冠检测的种族差异。例如,从 2020 年 3 月到 2020 年 10 月,在疫苗广泛可用之前,感染新冠肺炎的最大风险因素是去餐馆、参加大型聚会以及非家庭联系人的数量。患有高血压、吸烟或贫血的人出现新冠肺炎感染症状的可能性增加。
这些宝贵的数据得益于像您一样的公民科学家,他们贡献了自己的时间和信息,为研究人员提供了全新的见解。所以,向您致敬,公民科学家们——感谢您帮助研究人员了解新冠肺炎,让我们离战胜疫情又近了一步!
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