Investigación y Ciencia - 21 Mayo, 2020

Ciencia y composición musical: así suenan las proteínas. Científicos del MIT han descubierto cómo convertir las estructuras de proteína en música y han conseguido, gracias a la composición musical, crear nuevas proteínas.
 

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Fuentes: Investigación y Ciencia | AIP Publishing

La música, más allá de un arte, también puede ser ciencia. Y las partituras, aparte de contener composiciones de Mozart o Beethoven, también pueden representar estructuras de proteínas. 

Es lo que han descubierto los investigadores del MIT, Chi-Hua Yu y Markus J. Buehler. Estos científicos han presentado un método inusual para desarrollar proteínas completamente nuevas que nunca antes se habían visto en la naturaleza. Y lo han hecho, además, valiéndose del arte de la composición musical.

Composición musical de las proteínas

Hablemos de música experimental. Pero no de géneros vanguardistas ni de electrónica. Sino de la música como experimento, como herramienta de trabajo en un laboratorio. ¿Y si escuchando la realidad microscópica que nuestros ojos no pueden ver pudiésemos comprender mejor las moléculas que componen la realidad en la que vivimos?

El sistema que han desarrollado estos científicos del MIT convierte los aminoácidos que forman las proteínas, los componentes básicos de todos los seres vivos, en sonido. Una transformación que permite obtener melodías a través de las estructuras de las proteínas.

El hallazgo más sorprendente de este método es que, invirtiendo el proceso, han conseguido crear nuevas proteínas a través de la composición musical. Al igual que una canción cambia al alterar unas cuantas notas, una proteína muta si lo hacen los aminoácidos que componen su propia partitura. 

Su objetivo es crear nuevos materiales biológicos que puedan ayudar a hacer el mundo más sostenible. Por ejemplo, en un proyecto con el MIT-IBM Watson AI Lab, Buehler está buscando una proteína que logre extender la vida útil de los alimentos perecederos.

La escala musical de los aminoácidos

Como ya hemos comentado, las proteínas son los componentes básicos para la vida. Por así decirlo, son los ladrillos y el cemento que forman nuestras células y órganos. De ellas dependen los músculos de nuestra pierna y hasta la tela de una araña.

Pese a su importancia, la ciencia apenas ha logrado conocer el código que hace a las proteínas ser como son y hacer lo que hacen. Su estructura es demasiado complicada. Con este proyecto la ciencia logra acercarse al código, al idioma de las proteínas y lo hace, simplemente, porque consigue traducirlo a una forma de expresión con la que estamos especialmente en “sintonía”: la música.

Del microscopio a la partitura

Por lo general, los sonidos se producen haciendo vibrar un material como la cuerda de una guitarra. En este caso el método no cambia. Las melodías que producen Buehler y su equipo se componen a través de la vibración de los propios aminoácidos.

Cada uno de los 20 aminoácidos que forman las proteínas tiene una frecuencia vibratoria única. En consecuencia, la estructura química de proteínas enteras se puede asociar a conceptos conocidos de la teoría de la música como el volumen de notas, la melodía, los acordes y el ritmo. En el vídeo que se puede ver a continuación se escucha una melodía compuesta a partir de la escala de 20 tonos de los aminoácidos.

https://youtu.be/JbWD8jNcQqs

Esta forma de codificar la estructura en música ayuda a comprender la realidad de una forma más profunda. Los libros de texto que explican qué son las moléculas las ilustran como algo estático. Sin embargo, esta materia se mueve, está viva. El sonido producido a través de sus vibraciones es una forma rápida y completa de acceder a la información almacenada en una proteína.

Y es que nuestros cerebros son excelentes para procesar el sonido. En apenas unos segundos, nuestros oídos captan el tono, el timbre, el volumen, la melodía, el ritmo y los acordes. Necesitaríamos un microscopio de alta potencia para ver el detalle equivalente en una imagen, y nunca podríamos verlo todo de una vez.

Buehler dice que después de escuchar las melodías resultantes, ahora es capaz de distinguir ciertas secuencias de aminoácidos que corresponden a proteínas concretas: “Esa es una hoja beta o esa es una hélice alfa”.

Los investigadores descubrieron, además, que su método también podría ayudar a crear nuevas técnicas de composición musical al iluminar los ritmos y los tonos de las proteínas. Un método que Buehler se refiere como materiomusic. En Soundcloud es posible disfrutar del sonido de estas proteínas.

También han desarrollado una aplicación para traducir las secuencias de aminoácidos en sonidos audibles: Amino Acid Synthesizer.

Los ritmos de la vida, incluidas las pulsaciones de nuestro corazón, fueron los primeros sonidos que, más tarde, dieron lugar a la aparición de la música como arte. Ahora se ha revertido el proceso. Adentrándonos en el nanoespacio para extraer los ritmos de las proteínas se ha conseguido que ciencia y música vuelvan a encontrarse.