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Convierten proteínas a música y en música en proteínas

Instituto Tecnológico de Massachusetts
Conversión de la estructura de una molécula de proteína en un pasaje musical. Imagen: ACS Nano
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¿Quieres crear un nuevo tipo de proteína que pueda tener propiedades útiles? No hay problema. Sólo tararea alguna buena melodía.

Una sorprendente unión entre ciencia y arte, fue lograda por los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quienes han desarrollado un sistema para convertir las estructuras moleculares de las proteínas, los componentes básicos de todos los seres vivos, en un sonido audible que se asemeja a pasajes musicales. Luego, invirtiendo el proceso, pueden introducir algunas variaciones en la música y convertirla de nuevo en ‘nuevas proteínas’ nunca antes vistas en la naturaleza.

Aunque no es tan simple como crear una nueva proteína, el nuevo sistema se acerca. Proporciona una forma sistemática de traducir la secuencia de aminoácidos de una proteína en una secuencia musical, utilizando las propiedades físicas de las moléculas para determinar los sonidos. Aunque los sonidos se transponen para llevarlos dentro del rango audible para los humanos, los tonos y sus relaciones se basan en las frecuencias vibracionales reales de cada molécula de aminoácido, calculadas utilizando teorías de química cuántica.

El sistema fue desarrollado por Markus Buehler, el Profesor de Ingeniería de McAfee y jefe del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del MIT, junto con el postdoc Chi Hua Yu y otros dos. Como se describe hoy en la revista ACS Nano, el sistema traduce los 20 tipos de aminoácidos encontrados en la naturaleza, que son los ‘bloques’ de construcción que se unen en cadenas para formar todas las proteínas, en una escala de 20 tonos.

Por lo que una larga secuencia de aminoácidos de cualquier proteína se convierte en una secuencia de notas.

Si bien esta escala suena poco familiar para las personas acostumbradas a las tradiciones musicales occidentales, los oyentes pueden reconocer fácilmente las relaciones y las diferencias después de familiarizarse con los sonidos.

Todo el concepto, explica Buehler, es lograr una mejor comprensión de las proteínas y de su amplia gama de variaciones. Las proteínas constituyen el material estructural de la piel, los huesos y los músculos, pero también son enzimas, moléculas de señalización, interruptores moleculares y una gran cantidad de otros materiales funcionales que conforman la maquinaria de todos los seres vivos.

Pero sus estructuras, incluida la forma en que se ‘pliegan’, forma que toman y que a menudo determinan sus funciones, son extremadamente complicadas. “Tienen su propio idioma, y ​​no sabemos cómo funciona“, dice.

Al traducir ese lenguaje a una forma diferente a la que los humanos están particularmente bien sintonizados, esperan obtener nuevos conocimientos sobre las relaciones y diferencias entre las variadas familias de proteínas, y utilizar esto como una forma de explorar los posibles ajustes y modificaciones de su estructura y función.

 

Fuente: MIT News

Articulo publicado en ACS Nano: “A Self-Consistent Sonification Method to Translate Amino Acid Sequences into Musical Compositions and Application in Protein Design Using Artificial Intelligence“.

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