Вчені зробили зі структури білка коронавірусу музику

Маркус Бюлер з Массачусетського технологічного інституту, який спеціалізується на проектуванні моделей штучного інтелекту для розробки нових білків і використовує ультразвукову обробку, застосував цей підхід для виявлення вібраційних властивостей білкового шипа SARS-CoV-2, відповідального за високу швидкість поширення коронавірусу.

За словами Бюлера, ієрархічні елементи музичної композиції (висота, діапазон, динаміка, темп) аналогічні ієрархічним елементам структури білку. Подібно до того, як музика має обмежену кількість нот, білки мають обмежену кількість будівельних блоків (20 амінокислот), які можуть комбінуватися будь-якою кількістю способів для створення нових білкових структур з унікальними властивостями. При цьому кожна амінокислота має особливу звукову підпис.

Як зазначав Бюлер, будь-який жанр музики має патерни, і серед них можна побачити повторювані, що стосовно і до структури білка.

Коронавірус не є винятком, говорить дослідник. За його словами, протеїновий шип COVID містить три білкові ланцюги, складені в малюнок. Ці структури занадто малі, щоб їх могло побачити око, але зате їх можна почути.

«Ми представили фізичну структуру білка з його переплетеними ланцюгами у вигляді переплетених мелодій, які утворюють багатошарову композицію. Показані амінокислотна послідовність протеїнового шипа, його вторинні структури і складні тривимірні складки. Отримана п'єса є контрапунктной. Подібно симфонії, музичні патерни відображають перетинає геометрію білка, реалізовану шляхом матеріалізації його коду ДНК», - пояснили в МТІ.

Автори дослідження відзначають, що створена мелодія «дивує приємним і розслаблюючим тоном і обманює наше вухо так само, як вірус обманює наші клітини».

За словами Бюлера, більш глибоке розуміння цих патернів матиме вирішальне значення для розробки ефективної лікарської терапії в майбутньому, можливо, шляхом пошуку білка зі схожою мелодією і ритмом, який зробить його ефективним антитілом.

Кілька років тому Бюлер керував групою вчених з МТІ, які перенесли в музику молекулярну структуру білків в нитках шовку павука, щоб відтворити «звук» шовку. Згодом дослідники розробили ще більш просунуту систему створення музики зі структури білка, щоб перетворити її назад і вивести нові білки, ніколи раніше не зустрічалися в природі. Команда також розробила безкоштовний додаток для Android під назвою Amino Acid Synthesizer, щоб користувачі могли створювати свої власні білкові «композиції» зі «звуків» амінокислот.