In questi giorni di bulimia dell’informazione, a proposito del virus si è scritto e detto di tutto, ora è possibile anche ascoltarne il suono. Uno studio condotto dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology ha tradotto in note la proteina responsabile del contagio di SARS-CoV-2 . Ne è stata ricavata una melodia curiosamente piacevole e rilassante che aiuta ad osservarne da un’altra angolazione i meccanismi di trasmissione e a comprenderli meglio.
Il Massachusetts Institute of Technology (Mit) ha messo a punto una rivoluzionaria tecnica, detta sonificazione, che consente di mettere in musica le strutture proteiche con il fine sia di studiarle che di crearne di nuove. La tecnica, descritta sulla rivista ACS Nano, è stata elaborata da un gruppo di ricercatori coordinati da Markus Buehler.
Le proteine possono essere considerate i mattoni della vita e differiscono l'una dall'altra soprattutto nella loro sequenza di amminoacidi che sono 20 in tutto e analogamente alla musica che combina un numero limitato di note e accordi per comporre le sue melodie, ogni proteina combina in maniera differente le sequenze di aminoacidi per creare le proprie strutture, ognuna delle quali con proprietà uniche.
Le singole strutture delle proteine e il loro comportamento sono quanto mai complesse e un aiuto per capire questa complessità può venire proprio dalla loro traduzione nel linguaggio musicale. E in effetti, si è potuto constatare che la conformazione chimica di intere proteine può essere mappata attraverso il ricorso a rappresentazioni sonore, assegnando una specifica nota a ciascuno dei venti aminoacidi e facendo ricorso a concetti noti della teoria musicale come volume delle note, melodia, accordi e ritmo.
In questo modo, la lunga sequenza di aminoacidi di ogni proteina può essere codificata in una precisa sequenza di note. Il gruppo di studiosi ha quindi utilizzato un sistema di Intelligenza Artificiale per studiare il catalogo di melodie prodotte da un'ampia varietà di proteine e lo stesso sistema è stato usato per introdurre lievi cambiamenti nella sequenza musicale, in modo da creare sequenze nuove e quindi nuove proteine
"Queste reti imparano a comprendere il linguaggio complesso delle proteine ", ha affermato Markus J. Buehler, "e una volta che al computer è stato dato il seme di una sequenza, è in grado di estrapolare e progettare proteine completamente nuove improvvisando da questa idea iniziale, tenendo conto dei vari livelli di variazioni musicali - controllate attraverso un parametro di temperatura - durante la generazione."
Si può parlare di una vera propria sinfonia di aminoacidi trascritta dall’Intelligenza Artificiale. Così, per esempio, a una sequenza di aminoacidi che si attorciglia su se stessa in una struttura elicoidale corrisponderà una successione di note rapida e ritmata; alla tipica struttura a pieghe, invece, che è più rilassata, corrisponderà una successione più distesa e lenta. Anche le caratteristiche vibrazionali delle proteine possono essere convertite in musica, così come le interazioni e le pieghe tridimensionali delle stesse.
Utilizzando questo approccio, il gruppo di ricerca guidato da Markus Buehler ha potuto modellare le proprietà vibrazionali della proteina spike responsabile dell'alto tasso di contagio del nuovo coronavirus. La “spike protein“, o proteina S di superficie, è proprio la chiave che consente al virus di penetrare nella cellula umana.
Buehler e il suo team sono stati in grado di riprodurre fisicamente il pattern della proteina, con tutte le pieghe e le eliche presenti. Materializzando lo schema, sono riusciti a produrre la musica seguendone le geometrie, trovando le esatte corrispondenze di intonazione, timbro, volume, melodia, ritmo e accordi.
Il Coronavirus tradotto in musica suona così:
Come è possibile constatare dall’ascolto, il risultato della sonificazione della copertura proteica del virus è un contrappunto dai “suoni incredibilmente interessanti e davvero piacevoli e rilassanti”, che sembrano contraddire la percezione che noi ne abbiamo. A questo proposito, Buehler, tuttavia, non manca di sottolineare come la musica rifletta la natura subdola di questo microrganismo che, aggirando le nostre difese immunitarie, dirotta i meccanismi cellulari per la propria replicazione. La musica – commenta il ricercatore – “inganna l’orecchio come il virus inganna le nostre cellule. È un invasore travestito da visitatore amichevole”.
La traduzione in suono non è fine a se stessa, si tratta di una vera e propria strategia di comprensione, prosegue il ricercatore: “Attraverso la musica, possiamo vedere la proteina spike di Sars-Cov-2 da una nuova prospettiva e apprezzare l’urgente necessità di imparare il linguaggio delle proteine”.
Una conoscenza che potrà esser utilizzata con profitto per poter progettare in futuro terapie farmacologiche efficaci, magari individuando una proteina che “suoni” in maniera simile rendendola un efficace anticorpo e limitando così la capacità infettiva del virus.
A margine si potrebbe notare anche una ricaduta sul piano più strettamente artistico e musicale. La "musica proteica" potrebbe anche aiutare a creare nuove tecniche compositive nella musica classica ispirate dai vari ritmi e toni delle proteine.
"Nell'evoluzione delle proteine nel corso di migliaia di anni, la natura ci dà anche nuove idee su come i suoni possono essere combinati e uniti", ha affermato Buehler.
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