Коронавирус превратили в музыку — как это поможет в создании лекарства?
«Услышать коронавирус»
«Услышать коронавирус» — это не реклама подкаста. Команда из MIT во главе с инженером и музыкантом Маркусом Бюлером буквально превратила коронавирус в музыку.
Точнее, речь не о вирусе целиком, а только о его «короне» — белковых шипиках (S-белках), которые цепляются к нашим клеткам и помогают вирусу проникать внутрь. Структура шипика — это цепочка белков, хитро переплетенных друг с другом. Для более глубокого анализа шипиков ученые превратили их в мелодию.
Причем тут нейросеть
Обычно звук возникает при вибрации какого-то материала, например, гитарной струны. Музыка появляется, когда звуки организованы в иерархию паттернов. Ровно в этом ученым и помог ИИ из лаборатории MIT — IBM Watson — он превратил молекулярные вибрации в разные типы звуков и мелодий.
У белка есть несколько уровней организации. Первичная структура — это атомы и химические связи между ними. Вторичная — последовательность аминокислот, из которых, как из деталей лего, собирается любой белок. И третичная — то, как белковая молекула свернута в пространстве.
Всем элементам нейросеть присвоила свои музыкальные эквиваленты. К примеру, длительность и ритм мелодии отражают последовательности аминокислот. Итоговая композиция звучит как симфония, которая отражает геометрию коронавирусного S-белка (шипика).
Звук, как оказалось, — весьма элегантный способ представить информацию в белках.
Как это работает?
Все дело в нашем мозге и том, как он воспринимает звуковые стимулы. Сложную и иерархическую структуру звука — громкость, тембр, мелодию, ритм, аккорды — мозг обрабатывает целиком и сразу.
С изображением, по словам Маркуса Бюлера, так не получится. Во-первых, нужен мощный микроскоп. Во-вторых, на получившейся картинке всю сложность структуры все равно не увидеть.
Бюлер говорит, что у такой музыки очень даже прикладное значение. Новый инструмент анализа белков может помочь понять, почему SARS-Cov-2 так опасен для людей и как на него могут повлиять даже небольшие мутации. Все это пригодится при разработке лекарств. Мы, например, можем искать белки, которые совпадают с мелодией и ритмом для антител, нейтрализующих коронавирусные шипики.
Наука + искусство
Работа команды из MIT — это еще и пример science art. Это подход, в котором искусство встречается с наукой и технологиями. С помощью музыки мы можем взглянуть на коронавирус под необычным углом.
Получившаяся симфония звучит приятно и даже расслабляюще. Но она обманывает наш слух так же, как коронавирус обманывает клетки нашего организма, притворяясь доброжелательным гостем.
Как объяснял еще один представитель science art, художник Тревор Паглен: «Никто точно не знает, что такое искусство, — и в этом его главная сила: разным людям оно позволяет заниматься совершенно разными вещами. Эта свобода позволяет вам задавать вопросы о том, как устроен мир, которые в обычной жизни или на другой работе вы не задаете».
Подписывайтесь и читайте нас в Яндекс.Дзене — технологии, инновации, эко-номика, образование и шеринг в одном канале.