Profesor ili je lud ili je genije, ali tvrdi da ovo može zauvijek zaustaviti koronavirus

Vjerovali ili ne, ali proteini koji se nalaze u svim živim bićima mogu oživjeti u ritmu muzike.

O tome najviše znate Markus Buehler, glazbenik i profesor na Massachusetts Institute of Technology (MIT),

koji razvijaju modele umjetnih inteligencija kako bi stvorili nove proteine, ponekad uz pomoć zvuka.

U mirniju vremena Buehler traga za proteinima koji su producirali rok trajanja kvarljive

hrane, poput onog koji pčele koriste za izgradnju košnice.

Koristeći umjetnu inteligenciju otkrio je i potpuno novi protein.

Ne, s pandemijom COVID-19 okrenuo se proučavanju bjelančevine proteine ​​SARS-CoV-2.

Uz pomoć kolege tužno je raspakirao svoju vibracijsku osobinu zvučnih spektrima temeljenih na molekulama.

Umjetnički prikaz pretvorio je strukture proteinske molekule u muzički odlomak.

– Proteini su cigle i malter koji čine naše ćelije, organe sam tijelo – kaže Buehler.

Alfa-zavojnice su posebno važne. Njihova struktura daje im elastičnost i otpornost, zbog čega su koža,

kosa, perje, kopita, pa čak i ćelijske membrane toliko trajne. No, one imaju i antimikrobna svojstva.

Buehler uz pomoć IBM-a pokušava iskoristiti ovu biohemijsku osobinu kako bi stvorio premaz od bjelančevina

koji bi usporiti kvarenje i brzo truhljenje namirnica poput jagoda. Trenirali su model dubokog učenja na

bazi podataka o proteinima, koji sadrži sekvence aminokiselina i trodimenzionalne oblike oko

120.000 proteina i potom od njega zatražili da predviđa oblik proteina, atom po atom.

Platformu su koristili i za predviđanje strukture proteina koji ne postoje

u prirodi. Tako su dizajnirali i potpuno novi protein.

– Naša metoda može precizno predvidjeti strukturu proteina bez šablona.

No, kako je banka podataka ograničena na prirodne proteine, trebao nam

je način da vizualiziramo nove strukture – objašnjava Buehler.

Ali kakva je korist od prevođenja bjelančevina u zvuk?

– Naši mozgovi sjajno obrađuju zvukove. U jednom potezu naše uši pokupe sve njegove hijerarhijske karakteristike:

glas, timbar, glasnoću, melodiju, ritam i akord. Trebao bi nam snažni mikroskop da bismo na slici vidjeli

ekvivalentne detalje, a ne bismo ih mogli vidjeti odjednom. Zvuk je elegantan način za pristup informacijama pohranjenim u protein – kaže Buehler.

A šta nam može reći ozvučavanje S proteina SARS-CoV-2?

– Njegov proteinski šiljak sadrži tri lanca proteina presavijena u intrigantan uzorak. Te su strukture premalene

da bi ih vidjelo oko, ali se mogu čuti – kaže Buehler koji je uz pomoć saradnika fizičku strukturu proteina predstavio isprepletenim melodijama.

Obilježeni su aminokiselinski slijed proteina u šiljku, njegove obrasce sekundarne strukture i zamršene trodimenzionalne nabore. Dobili su muzičke obrasce koji su DNK koda.