【死神的旋律】MIT 科學家用 AI,將新冠病毒的蛋白質結構轉成音樂

【為什麼我們要挑選這篇文章】你聽過新冠肺炎病毒的聲音嗎?近日麻省理工學院(MIT)的研究者使用 AI,將新冠病毒的蛋白質結構轉成音樂。主導實驗的教授表示,人腦擅長處理聲音,透過音樂的方式研究病毒,可幫人類補充顯微鏡漏掉的細節。

大家可以來聽聽看新冠病毒的「死神旋律」。(責任編輯:郭家宏)

用音樂來表達病毒結構?這聽起來有些令人毛骨悚然。

最近,麻省理工的研究者就用 AI 系統將新冠病毒結構轉化為音樂,協助科學家注意到顯微鏡下遺漏掉的病毒細節。

這個腦洞大開的實驗由 MIT 的音樂家兼教授馬庫斯.布勒(Markus Buehler)完成,並且得到了病毒學家們的肯定。科學家們表示,這一奇妙的發明也許可以幫助阻止病毒的傳播。

冠狀病毒乳頭狀蛋白質透過從病毒中探出並與人類細胞結合來傳播感染,這些乳頭狀凸起使得病毒表面看上去像一頂皇冠(Crown),也就是拉丁文中的 Corona。

馬庫斯團隊用 AI 生成了一段旋律,病毒上的這些「乳頭狀」蛋白質的被表達成可以聽的形式。乳頭狀凸起由一種叫做胺基酸的蛋白質組成。MIT 研究人員按音樂的音階,給每一個胺基酸設置一個獨特音符,從而把這些結構轉化成聲音。

演算法把這些數據轉化為一段音樂,這段音樂則反映了蛋白質如何排列。你可以聽聽這段令人驚嘆的旋律。

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人腦擅長處理聲音,將新冠病毒結構轉為音樂有助於科學家研究

布勒教授告訴 MIT News,這種音樂為研究新冠病毒提供了獨特視角。

他說:「我們的大腦非常善於處理聲音。通過一次掃瞄,我們的耳朵能發現聲音的所有層次特徵:音高、音色、音量、旋律、節奏與和弦。我們需要超強顯微鏡才能在圖像中看到等量的細節,而且我們還不能一下子就看到全部。聲音是獲取蛋白質中儲存資訊的一種簡潔途徑。」

透過音樂,科學家開始學習新冠病毒的「蛋白質語言」

布勒教授在採訪中說道,「該病毒具有欺騙和利用主機進行自身繁殖的超強能力。它的基因組劫持了宿主細胞的蛋白質製造機制,並迫使其複製病毒基因組併產生病毒蛋白以製造新病毒。

當您聽音樂時,您可能會對音樂的愉悅甚至放鬆感到驚訝。但這以欺騙病毒的方式欺騙了我們的耳朵。偽裝成友好的訪客的入侵者。透過音樂,我們可以從一個新的角度看到 SARS-CoV-2 的乳頭狀凸,並體會到學習蛋白質語言的迫切需要。」

未來,這種方法也能幫助科學家研發抗病毒藥物

「將蛋白質轉化為聲音為科學家提供了另一種理解和設計蛋白質的工具。即使很小的突變也可以限制或增強 SARS-CoV-2 的致病力。透過聲音處理,我們還可以比較其蛋白與以前的冠狀病毒(如 SARS 或 MERS)的生化過程。」

布勒教授還說:「我們可以尋找一種新的、且配對新冠病毒抗體旋律和節奏的蛋白質。新冠病毒抗體能與乳頭狀蛋白質結合,並干擾它的感染能力。」

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(本文經合作夥伴 大數據文摘 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈用 AI 将冠状病毒结构转变为音乐!协助科学家发现显微镜遗漏的细节 〉。首圖來源:flickr CC Licensed

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