为什么科学家要把冠状病毒的结构变成音乐

想知道刺突蛋白听起来像什么吗?

麻省理工学院的一个团队已经将冠状病毒结构的一个关键部分转化为音乐,它们的组成可能帮助科学家找到阻止病毒的方法。

打击新型冠状病毒SARS-COV-2中最早的里程碑之一是其详细的映射峰值蛋白质这是冠状病毒结构中允许它感染人类细胞的部分。

通过音乐,我们可以从一个新的角度看到SARS-CoV-2的激增。


马库斯·比勒

武装有这种蛋白质的原子标度图,研究人员开始寻找任何“制药的网站,“地方在哪里药物和抗体可能能够与蛋白质结合并阻碍冠状病毒感染人的能力。

现在麻省理工学院的团队有了翻译把蛋白质变成音乐,研究人员才有能力开始倾听寻找抗击COVID-19疫情的方法。

听冠状病毒的结构

蛋白质由一系列被称为氨基酸的化学物质组成,这些化学物质可以折叠成不同的形状。冠状病毒的刺突蛋白由三条这样的链组成。

为了将这种关键的冠状病毒结构声学化,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指定了一个特定的音符。每条链上氨基酸的顺序决定了歌曲中音符的播放顺序。

该团队使用其他音乐变量(注意持续时间,体积等)来表示蛋白质的其他特征,包括其分子振动和其折叠或伸展的地方。

“我们将物理蛋白质结构和它纠缠的链条表现为相互交织的旋律,形成了一个多层次的组合,”领导这项研究的教授马库斯·比勒(Markus Buehler)说,告诉麻省理工学院的新闻

他补充说:“穗蛋白的氨基酸序列,其二级结构图案及其复杂的三维折叠都是特色的。”

听刺突蛋白

现在,麻省理工学院的团队已经确定了冠状病毒结构的这一关键部分,下一步是看看这首歌如何帮助我们抗击病毒。

“当我们将复杂的数据转换成声音并聆听时,通常出现的是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,”管理乔治亚理工学院Sonification实验室的心理学教授布鲁斯·沃克说,2019年告诉Freethink

沃克是凭经验说的。

在他将痣的不同物理特征(颜色、质地等)转换成声音后,听这些成分的医生能够以90%的准确率检测癌症——这是对仅用视觉评估的40%准确率的巨大改进。

比勒说,这种快速“听到”更多信息的能力在研究蛋白质时特别有用。

“我们的大脑非常擅长处理声音!我们的耳朵一下子就能分辨出它所有的层次特征:音高、音色、音量、旋律、节奏和和弦。”“我们需要高倍显微镜才能在图像中看到同等的细节,但我们永远无法一下子看到所有的细节。”

刺突蛋白的歌声可能会提高科学家对这种蛋白质的理解,将他们的注意力吸引到视觉表征中可能忽略的方面。

例如,研究人员可能会将这首歌与其他蛋白质的音乐表现形式进行比较,比如与冠状病毒密切相关的SARS和MERS,以获得对该病毒的新理解。

如果科学家在冠状病毒结构中搜索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可药物的位点。或者帮助它们识别蛋白质,这些蛋白质可能是有效的抗体,因为它们有相似的旋律。

就像比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的激增。”

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