You are here

    • You are here:
    • Home > Players needed to solve puzzles and help advance cancer research

Players needed to solve puzzles and help advance cancer research

Players needed to solve puzzles and help advance cancer researchPlayers needed to solve puzzles and help advance cancer research

27
Jan
Thu, 27/01/2022 - 10:03

Players needed to solve puzzles and help advance cancer research

GENIGMA was illustrated by Xavi Ramiro. Credit: CRG/CNAG-CRG

EN CASTELLANO/EN CATALÀ

The CRG and CNAG-CRG have today launched GENIGMA, a videogame that enlists players to solve puzzles while generating real-world scientific data that can detect alterations in genomic sequences and ultimately advance breast cancer research.

The game, out today on iOS and Android and available in English, Spanish, Catalan and Italian, is the result of a two-and-a-half-year long citizen science project developed by a team of researchers at the Centre for Genomic Regulation (CRG), the Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG) and game professionals from Jocs al Segon and X-Lives.

The game was created to boost worldwide research efforts that depend on cancer cell lines, a critical resource used by scientists to study cancer and test new drugs to treat the disease. One of the limitations of cancer cell lines are a lack of high-resolution genome reference maps, which are necessary to help researchers interpret their scientific results, for example pinpointing the location of genes of therapeutic interest or potential mutation sites.

“Cell lines are responsible for the discovery of vaccines, chemotherapies for cancer or IVF for infertility. This makes them a pillar of modern biology,” explains ICREA Research Professor Marc A. Marti-Renom, with dual affiliation at the CRG and CNAG-CRG and whose research underpins GENIGMA. “However, the lack of genome reference maps limits current scientific progress. It’s like asking people to navigate modern cities using maps from the past. With the help of other people, we can update these maps, which will allow us to make fast progress in breast cancer research.”

Professor Marti-Renom’s research group has developed methods to create genomic reference maps by visualising the genome in three-dimensional space. However, this requires significant time and resources to train artificial intelligence, as well as vast computational power.

The researchers launched GENIGMA because they believe that data generated by players could be a more effective method of updating the reference maps compared to using AI alone. The ‘herd intelligence’ of players can also provide creative solutions in ways that AI might not be able to.

To play GENIGMA, players have to solve a puzzle involving a string of blocks of different colours and shapes. Each string represents a genetic sequence in the cancer cell line, and how players organise the blocks is a potential solution to the location of genes.

Players have to reorganise the blocks so that they attain the highest-score possible. The higher the number of players and high scores, the higher likelihood that researchers have found the correct sequence for this particular location in the reference map.

“Anyone with a smartphone from anywhere in the world can download GENIGMA for free and make a direct contribution to research, lending their logic and dexterity to the service of science,” says Elisabetta Broglio, citizen science facilitator at the CRG. “GENIGMA will analyze the solutions provided by the players as a collective and not as individuals, and will take advantage of creative solutions impossible to find with deterministic algorithms.”

The first genome reference map researchers will attempt to solve is for the T-47D breast cancer cell line, one of the most commonly used resources in cancer research. GENIGMA’s research team estimate that 30 thousand players solving an average of 50 games each would generate enough data to reveal the reference map of the 20.000 genes in this breast cancer cell line.

The game launches today with a three-month long campaign - the #GenigmaChallenge. Every week on Monday, for a total period of three months, the GENIGMA team will introduce new genome fragments from the T-47D cell line to be arranged by players. The first genome fragments needing to be arranged are from chromosome 17, which contain a high number of breast cancer related genes. This includes BRCA1, for which mutations have been associated with about 40% of inherited breast cancer.

GENIGMA was developed over two and a half years, involving more than 500 people across 13 workshops. The game was conceived and tested by a diverse group of people from different backgrounds, including researchers, students, teachers, artists, medical professionals, bioethicists, journalists, representatives from patient organisations, artists and game developers.

According to Oriol Ripoll, Creative at JOCS al SEGON and Coordinator of GENIGMA’s game design team, “Science can often feel inaccessible for most people, which is why being able to pick up your phone to play GENIGMA is so exciting. Not only can you combine the universal appeal and popularity of videogames to contribute towards advancing medical research, you will also learn more about science.”

GENIGMA is funded by ORION, a 4-year project that has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 741527. This project addresses the Horizon 2020 call for “SwafS-04-2016” under the Science with and for Society Work Programme. GENIGMA is also a result of a collaboration with the ‘Fondazione ANT Italia Onlus’ and Arima Genomics.

External links:


EN CASTELLANO

Juega con el móvil para contribuir al avance de la investigación del cáncer

EL CRG y CNAG-CRG presentan hoy GENIGMA, un videojuego que reta a jugadores y jugadoras a resolver puzles mientras generan datos científicos para detectar alteraciones en las secuencias genómicas y contribuir al avance de la investigación del cáncer de mama.

El juego, disponible hoy en iOS y Android en castellano, catalán, inglés e italiano, es el resultado de un proyecto de ciencia ciudadana de dos años y medio desarrollado por un equipo científico del Centro de Regulación Genómica (CRG), el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG) y profesionales del videojuego de Jocs al Segon y X-Lives.

GENIGMA se ha creado para impulsar los esfuerzos mundiales de investigación que dependen de las líneas celulares de cáncer, un recurso esencial utilizado por los equipos científicos para estudiar el cáncer y probar nuevos fármacos para tratar la enfermedad.

Una de las limitaciones de estas líneas celulares es la falta de mapas de referencia del genoma de alta resolución, que son necesarios para ayudar a los equipos de investigación a interpretar sus resultados, por ejemplo, para identificar la ubicación de genes de interés terapéutico o posibles sitios de mutación.

“Las líneas celulares son las responsables del descubrimiento de vacunas, quimioterapias para el cáncer o la fecundación in vitro. Son un pilar de la biología moderna”, explica el profesor de investigación ICREA Marc A. Marti-Renom, con doble afiliación en el CRG y el CNAG-CRG y cuya investigación sustenta GENIGMA. “Sin embargo, la falta de mapas de referencia del genoma limita el progreso científico actual. Es como pedir a alguien que se guíe en una ciudad actual con mapas del pasado. Actualizar estos mapas con la ayuda de muchas personas permitirá avanzar más rápidamente en la investigación del cáncer de mama.”

El grupo de investigación de Marti-Renom ha desarrollado métodos para crear mapas de referencia genómicos mediante la visualización del genoma en un espacio tridimensional. Sin embargo, esto requiere mucho tiempo y recursos para entrenar la inteligencia artificial, así como una gran potencia computacional.

El equipo lanza GENIGMA porque cree que los datos generados por las personas que jueguen pueden ser un método más eficaz para actualizar los mapas de referencia que el uso exclusivo de la IA. La "inteligencia de rebaño" de las personas que jueguen a GENIGMA puede proporcionar soluciones mejores y más creativas que la IA.

Para jugar a GENIGMA, hay que resolver un rompecabezas con cadenas de bloques de diferentes colores y formas. Cada cadena representa una secuencia genética en la línea celular de cáncer, y la forma en que se organizan los bloques es una solución potencial para la ubicación de los genes.

Los jugadores y jugadoras deben reorganizar los bloques para lograr la mayor puntuación posible. Cuanto mayor sea el número de personas jugando y más altas las puntuaciones, mayor será la probabilidad de que el equipo científico haya encontrado la secuencia correcta para esta ubicación particular en el mapa de referencia.

“Cualquier persona con un smartphone desde cualquier lugar del mundo puede descargar GENIGMA de forma gratuita y contribuir directamente a la investigación, poniendo su lógica y destreza al servicio de la ciencia”, explica Elisabetta Broglio, facilitadora de ciencia ciudadana en el CRG. “GENIGMA analizará las soluciones proporcionadas por las personas que jueguen como conjunto y no como individuos, y se aprovechará de soluciones creativas imposibles de encontrar con algoritmos deterministas.”

El primer mapa de referencia del genoma que el equipo científico intentará resolver es el de la línea celular de cáncer de mama T-47D, una de las más utilizadas en la investigación del cáncer. Se calcula que 30.000 jugadores/as que resuelvan un promedio de 50 partidas generarán datos suficientes para revelar los 20.000 genes en esta línea celular de cáncer de mama.

El lanzamiento del videojuego arranca con una campaña de tres meses – el #GenigmaChallenge. Los lunes de cada semana, el equipo de GENIGMA introducirá nuevos fragmentos del genoma de la línea celular T47D para que los jugadores/as los organicen. Los primeros fragmentos del genoma que deben solucionarse son los del cromosoma 17, que contiene una gran cantidad de genes relacionados con el cáncer de mama. Esto incluye BRCA1, cuyas mutaciones se han asociado con aproximadamente el 40% de casos de cáncer de mama hereditario.

GENIGMA se ha desarrollado durante dos años y medio, involucrando a más de 500 personas a través de 13 talleres. El juego ha sido concebido y probado por un grupo de personas de diferentes perfiles: investigadores/as, estudiantes, profesorado, profesionales médicos, especialistas en bioética, periodistas, representantes de organizaciones de pacientes, creativos, y profesionales relacionados con el mundo del videojuego.

Según Oriol Ripoll, creativo en JOCS al SEGON y coordinador del equipo de diseño de GENIGMA, “La ciencia a menudo puede parecer inaccesible para la mayoría de las personas, por eso coger el teléfono para jugar a GENIGMA es tan emocionante. No solo combina el atractivo y popularidad de los videojuegos para contribuir al avance de la investigación médica, sino que también aprenderás más sobre la ciencia”.

Genigma está financiado por ORION, un proyecto de 4 años del programa Horizon 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención n.º 741527. Este proyecto forma parte de la convocatoria de Horizon 2020 para "SwafS-04-2016" en el marco de Science with and for Society Work Programme. La 'Fondazione ANT Italia Onlus' y Arima Genomics han apoyado el proyecto GENIGMA.

Enlaces externos:


EN CATALÀ

Juga amb el mòbil per fer avançar la recerca en càncer

El CRG i CNAG-CRG presenten avui GENIGMA, un videojoc que repta a jugadors i jugadores a resoldre puzles mentre generen dades científiques per a detectar alteracions en les seqüències genòmiques i contribueixen a fer avançar la recerca del càncer de mama.

El joc, disponible avui a iOS i Android en català, anglès, castellà i italià, és el resultat d’un projecte de ciència ciutadana de dos anys i mig desenvolupat per un equip de recerca del Centre de Regulació Genòmica (CRG), el Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG) i professionals del videojoc de Jocs al Segon i X-Lives.

GENIGMA ha estat creat per a impulsar els esforços de recerca que depenen de les línies cel·lulars de càncer, un recurs essencial per estudiar el càncer i provar nous fàrmacs per tractar la malaltia.

Una de les limitacions d’aquestes línies cel·lulars és la manca de mapes de referència del genoma d’alta resolució, que són necessaris per ajudar els equips de recerca a interpretar els seus resultats, per exemple, per a identificar la ubicació de gens d’interès terapèutic o possibles llocs de mutació.

“Les línies cel·lulars són les responsables del descobriment de vacunes, quimioteràpies per al càncer o la fecundació in vitro. Són un pilar de la biologia moderna”, explica el professor de recerca ICREA Marc A. Marti-Renom, amb doble afiliació al CRG i CNAG-CRG i líder de la recerca que sustenta GENIGMA. “Tot i això, la falta de mapes de referència del genoma limita el progrés científic actual. És com demanar a algú que es guiï en una ciutat actual amb mapes del passat. Actualitzar aquests mapes amb l’ajuda de moltes persones permetrà avançar més ràpidament en la recerca del càncer de mama.”

El grup de recerca de Marti-Renom ha desenvolupat mètodes per crear mapes de referència genòmics mitjançant la visualització del genoma en un espai tridimensional. Tanmateix, això requereix molt de temps i recursos per entrenar la intel·ligència artificial, així com a una gran potència computacional.

L’equip llança GENIGMA perquè creu que les dades generades per les persones que hi juguin poden ser un mètode més eficaç per actualitzar els mapes de referència que l’ús exclusiu de la IA. La "intel·ligència de ramat" de les persones que juguin a GENIGMA pot proporcionar solucions millors i més creatives que la IA.

Per jugar a GENIGMA s’ha de resoldre un puzle amb unes cadenes de blocs de diferents colors i formes. Cada cadena representa una seqüència genètica en la línia cel·lular de càncer, i la forma en què s’organitzen els blocs és una solució potencial per la ubicació dels gens.

Els jugadors i jugadores han de reorganitzar els blocs per aconseguir la puntuació més alta possible. Com més gran sigui el nombre de persones jugant i més altes les puntuacions, més gran serà la probabilitat que l’equip de recerca hagi trobat la seqüència correcta per aquesta ubicació particular en el mapa de referència.

“Qualsevol persona amb un smartphone des de qualsevol lloc del món pot descarregar GENIGMA de franc i contribuir directament a la recerca, posant la seva lògica i destresa al servei de la ciència”, explica Elisabetta Broglio, facilitadora de ciència ciutadana al CRG. "GENIGMA analitzarà les solucions proporcionades per les persones que juguin com a conjunt i no com a individus, i s'aprofitarà de solucions creatives impossibles de trobar amb algorismes deterministes."

El primer mapa de referència del genoma que l’equip científic intentarà resoldre és el de la línia cel·lular de càncer de mama T-47D, una de les més utilitzades en la recerca del càncer. Es calcula que 30.000 jugadors/es que resolguin una mitjana de 50 partides per cap generaran dades suficients per revelar el mapa de referència dels 20.000 gens en aquesta línia cel·lular de càncer de mama.

El llançament del videojoc arrenca amb una campanya de tres mesos – el #GenigmaChallenge. Els dilluns de cada setmana, l’equip de GENIGMA introduirà nous fragments del genoma de la línia cel·lular T-47D perquè els jugadors/es els organitzin. Els primers fragments del genoma que han d’organitzar-se són els del cromosoma 17, que conté una gran quantitat de gens relacionats amb el càncer de mama. Això inclou BRCA1, les mutacions del qual s’han associat amb aproximadament el 40% de casos de càncer de mama hereditari.

GENIGMA s’ha desenvolupat durant dos anys i mig, involucrant a més de 500 persones en 13 tallers. El joc ha estat concebut i provat per un grup de persones de diferents perfils: investigadors/es, estudiants, professorat, artistes, professionals mèdics, especialistes en bioètica, periodistes, representants d’organitzacions de pacients, entusiastes dels jocs i professionals del desenvolupament de jocs.

Segons Oriol Ripoll, creatiu a JOCS al SEGON i coordinador de l’equip de disseny de GENIGMA, “La ciència sovint pot semblar inaccessible per a la majoria de les persones, per això agafar el mòbil per jugar a GENIGMA és tan emocionant. No només combina l’atractiu i popularitat dels videojocs per contribuir a l’avenç de la recerca mèdica, sinó que també aprendràs més sobre la ciència”.

GENIGMA està finançat per ORION, un projecte de 4 anys del programa Horizon 2020 de la Unió Europea segons l’acord de subvenció n.º 741527. Aquest projecte forma part de la convocatòria d’Horizon 2020 per a "SwafS-04-2016" en el marc de Science with and for Society Work Programme. La 'Fondazione ANT Italia Onlus' i Arima Genomics han donat suport al projecte GENIGMA.

Ennlaços externs: