Capa: Impressão 3D de uma proteína spike do SARS-CoV-2, em frente a uma partícula do vírus SARS-CoV-2. A proteína spike (primeiro plano) permite que o vírus entre e infecte as células humanas. No modelo do vírus, a superfície do vírus (azul) é coberta por proteínas spike (vermelho) que permitem que o vírus entre e infecte as células humanas. NIH.
Artigo adaptado do original de Markus J. Buehler, um grande mestre na arte da sonificação (traduzir informações (diferentes tipos de dados) em sons e música.
Contraponto viral da proteína Spike do coronavírus
Lançada por: Materiomusix. Linha P: ℗ 2020 Markus J. Buehler.
Contraponto: arte de sobrepor uma ou mais linhas melódicas a uma melodia principal, segundo determinadas regras.
Música no Mundo Nanoscópico
Embora não possamos ver pequenos objetos nanoscópicos como proteínas ou outras moléculas que compõem praticamente toda a matéria viva, incluindo nossas células, tecidos, bem como patógenos como vírus, um algoritmo computacional permite tornar audível sua composição bioquímica.
Os sons que você ouve na música – sinos tocando, cordas vibrantes, flautas cadenciadas – todos os sons desses diferentes instrumentos representam diferentes aspectos da proteína spike presente na superfície do vírus da Covid 19 que permite ao vírus se prender a células e lançar sua receita genética dentro delas. Como todas as proteínas, as spikes são feitas de combinações de aminoácidos.
Usando uma nova técnica chamada sonificação, cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts atribuíram a cada aminoácido uma nota única em uma escala musical, convertendo toda a proteína em uma partitura musical.
O espectro característico de frequências e sons associados a cada um dos aminoácidos representa um tipo de escala musical que consiste em 20 tons, a “escala de aminoácidos”. Para criar um instrumento tocável, cada tom associado aos aminoácidos é atribuído a uma tecla específica do teclado de piano, o que permite mapear a sequência de aminoácidos nas proteínas em uma partitura musical.
Escute a composição de aminoácidos musical na SoundCloud em https://soundcloud.com/user-275864738/viral-counterpoint-of-the-coronavirus-spike-protein-2019-ncov
Esta música é uma representação musical da sequência de aminoácidos e da estrutura da proteína spike do patógeno do novo coronavírus 2019-nCoV, mas conhecido como vírus da COVID-19.
A Tradução Musical
O genoma de um vírus utiliza a maquinaria de fabricação de proteínas da célula hospedeira e obriga a célula a replicar o genoma viral e produzir proteínas virais para fabricar novos vírus a partir dele.
Esta arte musical nos ensina algo sobre a tênue linha entre a beleza da vida e a morte como polos opostos. Ao ouvir a proteína, você descobrirá que o design intrincado resulta em sons incrivelmente interessantes e realmente agradáveis e relaxantes. Isso realmente não transmite os impactos mortais que essa proteína em particular está tendo no mundo. Esse aspecto da música mostra a natureza enganosa do vírus, como ele “sequestra” nosso corpo (células) para se replicar e nos prejudica ao longo desse processo.
Então, a música é uma metáfora dessa natureza do vírus para enganar a célula hospedeira e explorá-lo para sua própria replicação.
Como é feito
O que você ouve é uma composição algorítmica de múltiplas camadas apresentando
- o espectro vibracional de toda a proteína (expressa em sons e elementos rítmicos),
- a sequência e dobragem de aminoácidos que compõem a estrutura da proteína spike do vírus,
- quanto melodias entrelaçadas – formando contraponto musical – refletindo a complexa geometria de interseção hierárquica da proteína.
O Genoma da Proteína Spike do Covid 19
Existem atualmente algumas variantes da proteína.
No arquivo abaixo, você pode obter a sequência da proteína pUNO1-Spike, uma expressão contendo o genoma da proteína do vírus original de Wuhan, o Wuhan-Hu-1 SARS-CoV-2 Spike.
Mapa genético divulgado pelo site INVIVOGEN. (artigo em inglês)
Referências científicas
Wrapp et al., “Estrutura Cryo-EM da spike do 2019-nCoV na conformação de pré-fusão”, Science, 2020, DOI: 10.1126/science.abb2507.
Buehler et al., “A Self-Consistent Sonification Method to Translate Amino Acid Sequences into Musical Compositions and Application in Protein Design Using Artificial Intelligence”, ACS Nano, 2019, DOI: pubs.acs.org/doi/10.1021/ acsnano.9b02180.