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冠状病毒结构

首席形象设计由Andrew Brumagen。

麻省理工学院的一个研究小组已经将冠状病毒结构的关键部分翻译成了音乐——它们的组成可以帮助科学家找到一种阻止病毒的方法。

抗击新型冠状病毒SARS-Cov-2的最早里程碑之一是详细的地图绘制峰值蛋白质是冠状病毒结构的一部分,它可以感染人类细胞。

“通过音乐,我们可以从一个新的角度看到SARS-CoV-2的峰值。”

马库斯·比勒

有了这种蛋白质的原子比例图,研究人员开始寻找任何"制药的网站”的地方药物和抗体可能会与蛋白质结合,阻碍冠状病毒感染人类的能力。

现在麻省理工学院的团队翻译把蛋白质转化成音乐,研究人员已经有能力开始以及如何抗击COVID-19疫情。

倾听冠状病毒的结构

蛋白质是由一系列被称为氨基酸的化学物质组成的,它们可以折叠成不同的形状。冠状病毒的刺突蛋白由这三条链组成。

为了使这一关键的冠状病毒结构变得有声,也就是将其转化为声音,麻省理工学院的研究小组首先为每个氨基酸分配一个特定的音符。每个氨基酸链的顺序决定了歌曲中音符演奏的顺序。

研究小组用其他音乐变量(音符持续时间、音量等)来代表这种蛋白质的其他特征,包括它的分子振动和折叠或拉伸的位置。

领导这项研究的教授马库斯·比勒说:“我们将蛋白质的物理结构及其缠绕的链,描绘成相互交织的旋律,形成多层结构。”告诉麻省理工学院的新闻

“刺突蛋白的氨基酸序列、二级结构模式和复杂的三维折叠都具有特征,”他补充说。

倾听一种突起蛋白

既然麻省理工学院的研究小组已经确定了冠状病毒结构的这一关键部分,下一步就是看看这首歌如何帮助我们对抗病毒。

“当我们将复杂的数据转换成声音并进行倾听时,通常会产生一些我们可以通过声音理解的东西,尽管我们永远无法从视觉上理解它,”经营乔治亚理工学院声波化实验室的心理学教授布鲁斯·沃克(Bruce Walker)说。2019年接受《自由思考》采访时表示

沃克是根据自己的经验说的。

在他将痣的不同物理特征(颜色、质地等)转换成声音之后,医生们听着这些合成的声音能够以90%的准确率检测出癌症——相比仅凭视觉评估40%的准确率,这是一个巨大的进步。

比勒认为,这种快速“听到”更多信息的能力在研究蛋白质时特别有用。

“我们的大脑很擅长处理声音!”在一次扫描中,我们的耳朵收集到它所有的层次特征:音高、音色、音量、旋律、节奏和和弦,”他说。“我们需要高倍显微镜才能看到图像中相同的细节,而我们永远不可能一次看到全部。”

刺突蛋白的鸣叫可能会提高科学家们对这种蛋白质的理解,让他们注意到在视觉再现中可能忽略的一些方面。

例如,研究人员可能会将这首歌与其他蛋白质的音乐代表进行比较,比如与冠状病毒密切相关的SARS和MERS,从而对这种病毒有新的了解。

如果科学家们在冠状病毒的结构中寻找与理想位点相对应的音乐序列,这首歌甚至可能帮助他们识别出这些位点。或者帮助他们识别可能是有效抗体的蛋白质,因为它们有着相似的旋律。

正如布赫总结的那样麻省理工学院的新闻“通过音乐,我们可以从一个新的角度看到SARS-CoV-2的峰值。”

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