实验室活了!竟然能听见卵白质的声音

原创
2020
03/26
02:30
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发布时间:2020-03-26 14:30:53

人工智能已经被拿来将卵白质结构转换成曲谱了。

音乐灵感的泉源许多,从大黄蜂到星星,从火到水。但研究人员从一个差别寻常的泉源获得了他们的音乐灵感:生命的组成部门——卵白质。

由基因编码而成、存在于人体各处的卵白质,是科学研究的重点工具。但它们的“声音”始终是个谜。克日,一项研究不仅为我们提供了期待已久的“卵白质音乐”,还在谱曲的历程中,造就了人工智能设计新型卵白质的能力——而这通常是一个耗时、且难以预测效果的历程。

该研究的结果揭晓于《APL生物工程》杂志。它的灵感泉源于这样一种认识,即组成卵白质的20种氨基酸中,每一种都有它们奇特的振动频率,并可以据此将其转换成差别频率的音符,即音高。而卵白质音乐的基础,就是研究人员将差别的卵白质特性转化为音乐的观点,建设出一首完整的曲谱。例如,卵白质的链长和折叠可以对应转化为音符长度、音量、旋律、和弦以及节奏。

现在,你可以上SoundCloud搜到一些卵白质音乐来听。其中有个片段代表了捕食性海螺毒液中的一种卵白质,而另一个更长的片段则是克日绘制的COVID-19棘突卵白。

但这些音乐杰作只是该研究的一部门。除了转化成曲谱,研究人员还训练深度学习神经网络举行卵白质合成的训练,使它们设计出全新结构的卵白质。

该神经网络被教诲如何从种子卵白(左)建立出一个即兴曲谱(中)。而将曲谱重新翻译成氨基酸序列时,便泛起了全新的卵白质结构(右)。

图自Markus J. Buehler

Markus J. Buehler表现:“这些网络学习了折叠卵白在多个时间尺度上的语言。一旦盘算机获得一个序列的一段线头,就可以凭据这段线头推断和设计出全新的卵白质。”

除了将即兴曲谱中的音高和其它音乐信息转换回氨基酸序列会发生前所未有的卵白质,研究人员还发现,在卵白质的设计历程中,还可以通过调治温度来控制音乐变化的发生率——温度越高,算法发生的变化就越多。

蝌蚪五线谱编译自iflscience,译者狗格格,转载须授权

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