音乐的蛋白质

科学家宣布，他们可以利用音乐绘制出重要蛋白质的结构，比如胰岛素激素，甚至蜘蛛丝。这给他们提供了一个研究蛋白质如何工作的新维度，以及我们如何利用生物技术来调整蛋白质来完成其他重要的工作，正如Ankita Anirban解释的那样……

Ankita -我们认为鸡蛋为我们提供了很好的蛋白质来源，但事实上，蛋白质无处不在。它们是所有生物的基本组成部分。它们存在于植物、动物甚至食物中。事实上，果冻是一种可食用的蛋白质。蛋白质有多种形状和大小;它们可以是有序的结构，比如开瓶器，也可以是更随机的形状，比如在水中煮的面条。对于更大的物体，它们看起来就像砖块和灰泥结构。现在，麻省理工学院的Marcus Buehler和他的团队发现了一种将这些蛋白质结构转化为音乐的方法。但首先，我问他蛋白质到底是由什么构成的?

马库斯:蛋白质是由氨基酸构成的。有20种独特的氨基酸;你可以把它们想象成绳子上的珠子。你加到绳子上的每一个珠子都是这20个氨基酸中的一个，而哪一个氨基酸实际上是加到绳子上的，是由DNA决定的，DNA是这种特定蛋白质如何形成的蓝图。

安基塔-但这和音乐有什么关系?

马库斯:所以我们了解这些氨基酸的声音的方式，如果我们做一个非常仔细的分析，我们会发现这些分子不是静态的，它们不断地振动。这些振动可以根据量子力学计算出来，我们发现每个分子都有一个独特的频谱，一旦我们让它听起来，每个分子都有一个非常特殊的方式。

Ankita -这显然就是lisisosyn分子的发音;这是一种在蛋清中发现的蛋白质。那么这样做到底有什么意义呢?

马库斯:通过听蛋白质，我们可以开始把蛋白质的结构联系起来。它们如何折叠，它们的功能和它们的声音。我们可以开始编辑蛋白质，实际上改变声音，也许设计新的蛋白质，或者了解蛋白质的突变如何影响它们的功能。许多疾病起源于蛋白质的突变在可听空间中我们可以听到不同的蛋白质，健康的蛋白质，患病的蛋白质我们可以开始理解是什么变化导致了功能的崩溃，可能导致疾病。

Ankita -听起来这项工作可能会有非常有用的应用。

马库斯:蛋白质在自然界中无处不在，很多时候它们实际上是作为材料存在的。这给了我们创造材料的机会，这些材料不仅由可再生资源制成，而且具有弹性。它们通常具有很强的机械性能，可以自动降解。有了这种新方法，我们能够在一个非常不同的层面上理解我们如何设计蛋白质，我们可能能够创造出具有更可持续特性的新材料，甚至更好的功能，可持续的，有弹性的，可以用一种非常简单的方式回收。

Ankita -既然有20种不同的氨基酸，我们可以以任何方式排列它们，那么肯定有数百万种可能产生新的蛋白质吧?我们怎么知道哪些是真正有用的呢?

马库斯:我们不仅将这些蛋白质翻译成声音，而且还使用人工智能来帮助我们理解大自然所说的语言。我们训练一个神经网络;然后我们让神经网络产生新的声音，我们把新的声音翻译回蛋白质序列。然后我们试着制造这些蛋白质，试着了解它们的作用和功能，并有可能找到比大自然创造的天然蛋白质性能更好的蛋白质。