Forskere kan lytte til proteiner ved å konvertere data til musikk

202nd Knowledge Seekers Workshop Dec 14 2017 (Juni 2019).

Anonim

Å transformere data om strukturen av proteiner i melodier gir forskere en helt ny måte å analysere molekylene på som kan avsløre ny innsikt i hvordan de fungerer - ved å lytte til dem. En ny studie publisert i tidsskriftet Heliyon viser hvordan musikalske lyder kan hjelpe forskere å analysere data ved hjelp av ørene i stedet for øynene deres.

Forskerne fra Universitetet i Tammerfors i Finland, Eastern Washington University i USA og Francis Crick Institute i Storbritannia tror at deres teknikk kan hjelpe forskere til å identifisere anomalier i proteiner lettere.

"Vi er sikre på at folk til slutt vil lytte til data og trekke viktig informasjon fra erfaringene, " sa dr. Jonathan Middleton, en komponist og musikklærer som er basert på Eastern Washington University og bosatt ved Tammerfors universitet. "Ørene kan oppdage mer enn øynene, og hvis ørene gjør noe av arbeidet, så vil øynene være fri til å se på andre ting."

Proteiner er molekyler som finnes i levende ting som har mange forskjellige funksjoner. Forskere studerer vanligvis dem visuelt og bruker data; Med moderne mikroskopi er det mulig å se strukturen til enkelte proteiner direkte.

Ved hjelp av en teknikk som kalles sonifisering, kan forskerne nå omdanne data om proteiner til musikalske lyder eller melodier. De ønsket å bruke denne tilnærmingen til å stille tre relaterte spørsmål: hva kan proteindata høres ut som? Er det analytiske fordeler? Og kan vi høre bestemte elementer eller uregelmessigheter i dataene?

De fant ut at en stor del av mennesker kan gjenkjenne koblinger mellom melodiene og mer tradisjonelle visuals som modeller, grafer og tabeller; det ser ut til å høre disse bildene er lettere enn de forventet. Melodiene er også hyggelige å lytte til, oppmuntrende forskere til å lytte til dem mer enn en gang, og derfor analyserer gjentatte ganger proteinene.

Sonifications er laget ved hjelp av en kombinasjon av Dr. Middletons komposisjonskompetanse og algoritmer, slik at andre kan bruke en lignende prosess med sine egne proteiner. Tverrfaglig tilnærming - kombinere bioinformatikk og musikkinformatikk - gir et helt nytt perspektiv på et komplekst problem i biologi.

"Protein fold assignment er et beryktet vanskelig område for forskning innen molekylærbiologi, " sa Dr. Robert Bywater fra Francis Crick Institute. "Man trenger ikke bare å identifisere foldetypen, men for å finne ledetråder om sine mange funksjoner. Det er ikke enkelt å løse disse overlappende meldingene. Musikk er sett på som et hjelpemiddel for å oppnå denne opprøringen."

Forskerne sier at deres molekylære melodier kan brukes nesten umiddelbart i undervisning i proteinvitenskap, og etter noen øvelser vil forskere kunne bruke dem til å diskriminere mellom ulike proteinkonstruksjoner og spot uregelmessigheter som mutasjoner.

Proteiner er det første stoppet, men vår kunnskap om andre molekyler kan også ha nytte av sonifisering; en dag kan vi kanskje lytte til våre genomer, og kanskje bruke dette for å forstå rollen som søppel-DNA.

menu
menu