Ученые составили мелодии из белковых структур

Белки и их свойства – предмет исследований специалистов Массачусетского технологического института. Особенно тщательно ученые рассматривают колебания белковых структур (обусловленные воздействиями температур и имеющие различную частоту, зависящую от химического состава).

И вот деятели науки решили сделать эти колебания слышимыми. Для этого ими были определены частотные колебания 20 аминокислот и транспортированы. То есть взяли самые низкие и сделали из нее ноту Си субконтроктавы (61,7 Гц). На получившийся коэффициент умножили все остальные, более высокие частоты.

Результаты таковы: тирозин вибрирует с самой низкой частотой, аланин — с самой высокой (20 кГц при транспонировании). После ученые разложили аминокислоты по нотам.

Чтобы определить, насколько звук громкий, а ноты длинные, использовались данные о вторичной структуре белка. В основе этого лежит решение, что неупорядоченные вторичные структуры будут значить длинные ноты, β-складки – короткие и самые громкие, а α-спирали — очень короткие.

В итоге команда озвучила участки лизоцима, миоглобина, амилоида и других белков, а затем с помощью трех фрагментов информации (богатых β-складками, богатых α-спиралями и с одинаковым их количеством) научила нейросеть генерировать белковые мелодии, которые возможно преобразовать снова в белки. Система смогла уловить мотивы, превалирующие в обучающих наборах. По мнению экспериментаторов, если задать сети определенный материал для обучения, можно создать совершенно новую аминокислоту с требуемыми параметрами.

Также, как считает команда, исследование позволит понять устройство белка и причины его мутации, а также определеить связь между звуком и материей.