全球最大的公民科学项目加速了对人类微生物组的了解

根据今天发表在《自然生物技术》上的一项新研究，利用游戏玩家和视频游戏技术可以极大地促进科学研究。

全球 450 万游戏玩家使用在商业上大获成功的视频游戏《无主之地 3》中的迷你游戏，帮助重建微生物进化历史，从而推动了医学科学的发展。他们的演奏导致了对人类肠道中微生物关系的显着改进估计。这种合作的结果将大大提高我们对微生物组的了解，并改进未来将用于开展这项工作的人工智能程序。

追踪细菌的进化关系

通过玩掠夺射击游戏《无主之地3》中的一款迷你游戏《无主之地科学》，这些玩家帮助追踪了生活在人类肠道中的超过一百万种不同种类的细菌的进化关系，其中一些细菌在我们的健康中起着至关重要的作用。这些信息代表了迄今为止我们发现的微生物组呈指数级增长。通过对齐代表不同微生物遗传构建块的一排排瓷砖，人类已经能够承担即使是最好的现有计算机算法也无法解决的任务。

该项目由麦吉尔大学的研究人员领导，与屡获殊荣的互动娱乐公司 Gearbox Entertainment Company 和将科学家与视频游戏联系起来的瑞士 IT 公司 Massively Multiplayer Online Science （MMOS） 合作开发，并得到了 Microsetta Initiative 的专业知识和基因组材料的支持由加州大学圣地亚哥分校儿科、生物工程和计算机科学与工程系的Rob Knight领导。

人类改进现有算法，为未来奠定基础

游戏玩家不仅改进了用于分析DNA序列的现有程序产生的结果，而且还为将来可以使用的改进AI程序奠定了基础。

“我们不知道像《无主之地3》这样的流行游戏的玩家是否会感兴趣，或者结果是否足以改善已知的微生物进化。但我们对结果感到惊讶，“麦吉尔计算机科学学院副教授、今天发表的论文的资深作者JérômeWaldispühl说。“在半天时间里，《无主之地科学》玩家收集到的微生物DNA序列数据是我们之前的游戏《Phylo》10年来收集的数据的五倍。”

将DNA分析整合到具有大众市场吸引力的商业视频游戏中的想法来自麦吉尔计算机科学学院的兼职教授、MMOS的首席执行官兼联合创始人Attila Szantner。“由于世界上几乎一半的人口都在玩电子游戏，因此我们找到新的创造性方法来从我们花在游戏上的所有这些时间和脑力中提取价值至关重要，”Szantner说。“《无主之地科学》展示了通过与游戏行业及其社区合作，应对我们这个时代的重大挑战，我们可以走多远。”

Randy Pitchford表示：“Gearbox的开发者渴望通过我们创造一种吸引人的游戏体验来吸引全球数百万《无主之地》玩家，以展示玩《无主之地》的聪明头脑如何能够以非交互式技术和媒介无法达到的水平产生有形、有用和有价值的科学数据，Gearbox Entertainment Company的创始人兼首席执行官。“我很自豪《无主之地科学》已经成为有史以来最大、最有成就的公民科学项目之一，它预测了未来电子游戏中类似项目的机会，并突破了电子游戏对世界产生积极影响的界限。”

将微生物与疾病和生活方式联系起来

定植于我们身体的数十万亿微生物在维持人类健康方面发挥着至关重要的作用。但微生物群落会随着时间的推移而改变，以响应饮食、药物和生活习惯等因素。

由于涉及的微生物数量庞大，科学家们仍然处于能够确定哪些微生物受到或可能影响哪些条件的早期阶段。

这就是为什么研究人员的项目和游戏玩家的结果如此重要的原因。

“我们希望能够利用这些信息将特定种类的微生物与我们吃的东西、我们的衰老方式以及从炎症性肠病到阿尔茨海默氏症的许多疾病联系起来，我们现在知道微生物会参与其中，”奈特补充道，他也是加州大学圣地亚哥分校微生物组创新中心的负责人。“因为进化是一个很好的功能指南，所以有一棵更好的树将我们的微生物相互关联，可以让我们更准确地了解它们在我们内部和周围所做的事情。

建立社区以推进知识

“在这里，我们有450万人为科学做出了贡献。从某种意义上说，这个结果也是他们的，他们应该为此感到自豪，“瓦尔迪斯普尔说。“这表明我们可以消除公众对科学的恐惧或误解，并开始建立共同致力于推进知识的社区。

“《无主之地科学》创造了一个难得的机会，利用一个单独的大规模公民科学项目产生的数据，与公民科学家就一个新颖而重要的问题进行接触，”Microsetta计划的科学总监丹尼尔·麦克唐纳（Daniel McDonald）补充道。“这些结果证明了开放获取数据的显着价值，以及科学努力中包容性实践可能实现的规模。”

该研究：Roman Sarrazin-Gendron 等人发表的“Improving microbial phylogeny with citizen science within a mass-market video game”发表在《自然生物技术》杂志上 DOI： 10.1038/s41587-024-02175-6

原文链接：https://www.mcgill.ca/newsroom/channels/news/millions-gamers-advance-biomedical-research-356750