La música de las proteínas: Oí nomas ese cumbión

Se piensa que entre la música y la ciencia no existe una relación, sin embargo en ocasiones hay investigaciones que logran hacer un vínculo. En esta ocasión es un estudio donde mediante inteligencia artificial (IA) logran convertir las proteínas en sonidos.

Los investigadores Chi-Hua Yu, Zhao Qin, Francisco Martin y Markus Buehler del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), lograron convertir las estructuras moleculares de las proteínas en sonido.

¨Este método proporciona una forma de traducir la secuencia de aminoácidos de una proteína en una secuencia musical, utilizando las propiedades físicas de las moléculas para determinar los sonidos¨ según el MIT. Los tonos y sus relaciones se basan en las vibraciones reales de cada aminoácido.

El sistema logró traducir los 20 tipos de aminoácidos en una escala de 20 tonos únicos. Donde una secuencia aminoacídica de cualquier proteína se convierta en una secuencia de notas.

El idioma de los aminoácidos

Los aminoácidos son el componente esencial de las proteínas que forman tejidos, células, enzimas, constituyen a las hormonas, promueven crecimiento e intervienen en el metabolismo energético, conformando la maquinaria de todos los seres vivos.

El objetivo del estudio, era conseguir una mejor compresión de las proteínas y sus variaciones. Los autores denominan ¨idioma¨ a la compleja formación y estructura de una proteína.

Al igual que ocurre en la música, las estructuras de las proteínas son jerárquicas, asimilando que con diferentes niveles de estructura corresponde a diferentes escalas de tiempo y volumen.

Asignación de cada frecuencia de aminoácido a un acorde musical (piano). Fuente: Internet

Inteligencia artificial

Hacer música a partir de proteínas – Headline Science.

El método utilizado les permitió a los investigadores invertir el proceso con variaciones en la música, obteniendo de esta manera nuevas proteínas que no existen en la naturaleza. Se basa en las frecuencias vibracionales de cada molécula de aminoácido, calculadas utilizando métodos de química computacional, teoría del funcional de la densidad (DFT) o dinámica molecular (MD), dando como resultado una representación audible de cada aminoácido.

¨La inteligencia artificial ha aprendido el lenguaje de cómo se diseñan las proteínas¨ para crear variaciones de las versiones existentes. Aunque recalcan que cualquier cambio en las propiedades de resistencia mecánica, elasticidad o reactividad química dará un resultado aleatorio.

Los sonidos obtenidos se asemejan a un bajo o una caja de resonancia, los cuales son obtenidos por IA. En términos de escalas musicales es de F2 a C#5, aunque el sonido de cada aminoácido es más complejo, ya que se crea a través de la superposición de todas las frecuencias que ocurren de manera natural.

Partitura musical generada para la proteína 194l (lisozima) -las notas no indican una escala convencional-. Fuente: Internet

En la investigación se creo una app, llamada Amino Acid Synthesizer, donde se puede escuchar el sonido de los aminoácidos, así como grabar secuencias de proteínas.

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