En los últimos años, los científicos han creado música basada en la estructura de las proteínas como una forma creativa de popularizar mejor la ciencia entre el público en general, pero las canciones resultantes no siempre han sido agradables para el oído. En un estudio que apareció el 29 de septiembre enel periódico Heliyon , los investigadores usan el estilo de los géneros musicales existentes para guiar la estructura de la canción de proteínas y hacerla más musical. Usando el estilo de Frédéric Chopin Fantaisie-Impromptu y otras piezas clásicas como guía, los investigadores lograron convertir proteínas en canciones con mayor musicalidad.
La creación de melodías únicas a partir de proteínas se logra mediante el uso de un algoritmo de proteína a música. Este algoritmo incorpora elementos específicos de proteínas, como el tamaño y la posición de los aminoácidos, y los asigna a varios elementos musicales para crear un sonido auditivo ".plano "de la estructura de las proteínas.
"La música de proteínas existente se ha diseñado principalmente mediante la asignación simple de ciertos patrones de aminoácidos a características musicales fundamentales como tonos y longitudes de notas, pero no se asignan bien a características musicales más complejas como el ritmo y la armonía", dice el autor principalYu Zong Chen, profesor del Departamento de Farmacia de la Universidad Nacional de Singapur. "Al centrarnos en un estilo musical, podemos guiar mapeos más complejos de combinaciones de patrones de aminoácidos con diversas características musicales".
Para su experimento, los investigadores analizaron el tono, la duración, las octavas, los acordes, la dinámica y el tema principal de cuatro piezas de la era romántica de la música clásica de mediados del siglo XIX. Estas piezas, incluidas Fantasie-Impromptu de Chopin y Fantasía errante de Franz Schubert, fueron seleccionados para representar el notable género Fantasy-Impromptu que surgió durante ese tiempo.
"Elegimos el estilo musical específico de un Fantasy-Impromptu ya que se caracteriza por la libertad de expresión, que sentimos que complementaría la forma en que las proteínas regulan gran parte de nuestras funciones corporales, incluido nuestro estado de ánimo", dice el coautor Peng Zhang @zhangpeng1202, becario postdoctoral en la Universidad Rockefeller
Del mismo modo, varias de las proteínas en el estudio fueron elegidas por sus similitudes con los atributos clave del estilo Fantasy-Impromptu. La mayoría de las 18 proteínas probadas regulan funciones que incluyen la emoción humana, la cognición, la sensación o el rendimiento que, según los autores, conectana lo emocional y expresivo del género.
Luego, mapearon 104 propiedades estructurales, fisicoquímicas y de unión de aminoácidos de esas proteínas a las seis características musicales. "Examinamos el perfil cuantitativo de cada propiedad de aminoácidos contra los valores cuantificados de las diferentes características musicales para encontrar el óptimo mapeado.emparejamientos. Por ejemplo, mapeamos el tamaño del aminoácido con la longitud de la nota, de modo que tener un tamaño de aminoácido más grande corresponde a una longitud de nota más corta ", dice Chen.
En todas las proteínas probadas, los investigadores encontraron que la musicalidad de las proteínas mejoró significativamente. En particular, se consideró que el receptor proteico de la oxitocina OXTR tenía uno de los mayores aumentos en la musicalidad cuando se utilizó el algoritmo guiado por género, en comparación con una versión anterior del algoritmo de proteína a música.
"La proteína receptora de oxitocina generó nuestra canción favorita", dice Zhang. "Esta secuencia de proteínas produjo un tema principal identificable que se repite en ritmo a lo largo de la pieza, así como algunos motivos y patrones interesantes que se repiten independientemente de nuestro algoritmo.también algunas progresiones armónicas agradables; por ejemplo, muchos de los acordes de séptima se resuelven naturalmente. "
Los autores señalan, sin embargo, que si bien el algoritmo guiado aumentó la musicalidad general de las canciones de proteínas, todavía hay mucho progreso por hacer antes de que se parezca a la verdadera música humana.
"Creemos que el siguiente paso es explorar más estilos musicales y combinaciones más complejas de propiedades de aminoácidos para mejorar la musicalidad y piezas musicales novedosas. Otro paso siguiente, un paso muy importante, es aplicar la inteligencia artificial para aprender conjuntamente los aminoácidos complejospropiedades y sus combinaciones con respecto a las características de varios estilos musicales para crear música proteica de musicalidad mejorada ", dice Chen.
Investigación respaldada por el Programa Nacional de I + D clave de China, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y los Fondos Académicos de Singapur.
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