Изкуствен интелект създаде „протеинова симфония“
Изследователи са разкрили, че протеините – градивните детайли за човешкото тяло, намиращи се във всичко – от косата до мускулите и сухожилията – вършат своя лична музика.
Необичайното изобретение беше оповестено в списанието APL Bioengineering, от проучвателен екип, инженерите Маркус Бюлер от MIT в Съединени американски щати и Чи Хуа Ю от Националния университет на Чен Кунг в Тайван.
Природата прави чудодейни протеини в обилие – от коприна до човешки кафези, само че учените нямат метод автоматизирано да дешифрират дизайна им и да употребяват информацията за производството на нови протеини.
Решени да запълнят празнината, Бюлер и Ю намират решение, основано на това, че всяка от двадесетте аминокиселини, които вършат протеин, има своя лична вибрационна периодичност.
След това двамата афишират и друго изобретение – протеините и музиката споделят сходна йерархична конструкция.
Основната конструкция на протеините е разнообразното нареждане на аминокиселините като левцин, аланин и цистеин във верига. Докато се изкачвате по стълбата на сложността, има гледка от обрати и гънки, в това число спирални разположения и плисирани структури, наречени бета листове, които са неразделна част от функционалността на протеина, без значение дали това е силата на сухожилието или каталитичните свойства на ензима.
Йерархията при музиката е изненадващо сходна. В основата има височина, да вземем за пример нотите в Си мажор. Но с цел да могат композиторите да работят с магията си, дължината на нотите би трябвало да бъде променяна, пускат се по няколко по едно и също време, с цел да се образуват акомпанименти, и по-късно се прибавят стотици други вариации, до момента в който се получи симфония.
Бюлер и Ю се възползват от това сходство, като присвояват всяка белтъчна линия на музикален аналог. Например, на избран ред аминокиселини може да бъде дадена нотата „ Си “, или избран метод, по който веригата е сгъната, може да демонстрира нейната дълготрайност.
Полученият резултат е музикален превод за всеки протеин, записан като действителна музика, като същинска музикална партитура, която може да се изсвири.
Има обаче и още. Бюлер и Ю стартират да образоват логаритъм на набор от данни, който включва голям брой протеини и техните свързани музикални партитури. След като образованието приключи, те подтикват изкуствения разсъдък с фрагменти от музика, с цел да получат продукция на чисто нови музикални композиции.
Резултатът бил в никакъв случай до момента не звучала музика. Което може да значи и намирането на неоткрити протеини. На тази база биха могли да образуват част от бъдещия целеви протеинов дизайн, да създават нови ензими, да вземем за пример.
Повишаването на температурата по време на дизайна на протеини покачва размера на музикалните творения и техните протеини сътрудници. Намаляването на температурата забавя индустриалния развой.
Не е ясно дали или по кое време тази между-дисциплинарна естетика ще донесе действителна изгода, само че Бюлер има вяра в вероятността.
„ Това изобретение проправя пътя за основаването на напълно нови биоматериали “, споделя Бюлер.
