实验室活了！竟然能听见蛋白质的声音

音乐灵感来自许多来源，从大黄蜂到星星，从火到水。但是研究人员从一个不寻常的来源获得音乐灵感:蛋白质，生命的一个组成部分。

由基因编码并存在于人体各处的蛋白质是科学研究的主要对象。但是它们的“声音”总是一个谜。最近，一项研究不仅为我们提供了期待已久的“蛋白质音乐”，还培养了人工智能在作曲过程中设计新蛋白质的能力——这通常是一个耗时且不可预测的过程。

研究结果发表在《应用生物工程》杂志上。它的灵感来自于这样一种认识，即构成蛋白质的20种氨基酸中的每一种都有自己独特的振动频率，并且可以转换成不同频率的音符，即音高。蛋白质音乐的基础是研究者将不同的蛋白质特征转化为音乐的概念并建立完整的乐谱。例如，蛋白质的链长和折叠可以相应地转换成音符长度、音量、旋律、和弦和节奏。

现在，你可以去SoundCloud找一些蛋白质音乐来听。其中一个片段代表食肉海螺毒液中的一种蛋白质，而另一个更长的片段是最近提取的COVID-19棘突蛋白质。

但是这些音乐杰作只是研究的一部分。除了被转换成乐谱，研究人员还训练深度学习神经网络进行蛋白质合成训练，这样他们就可以设计出具有全新结构的蛋白质。

神经网络被教授如何从种子蛋白(左)中创建一个即席得分(中间)。当分数被重新翻译成氨基酸序列时，一个全新的蛋白质结构出现了(右)。

马库斯·布勒的数据

马库斯·布勒说:“这些网络已经在多个时间尺度上学习了折叠蛋白质的语言。一旦计算机得到序列的线头，它就可以根据线头推断和设计一种全新的蛋白质。”

除了将即兴乐谱中的音高和其他音乐信息转换回氨基酸序列，研究人员还发现，在蛋白质设计过程中，音乐变化的产生速率可以通过调节温度来控制——温度越高，算法产生的变化越多。

蝌蚪工作人员从iflscience编译，翻译狗Gege，转载必须授权。