Wetenschappers zetten eiwitstructuren om in muziek

Wetenschappers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om eiwitten te onderzoeken. Informatie over de eiwitstructuur zetten ze om in aangename muziek. Hierdoor kan de data niet alleen met de ogen, maar ook met de oren bestudeerd worden. Dit kan leiden tot nieuwe inzichten.

Beeld: Richard Revel.
De bouwstenen en structuur van eiwitten wordt omgezet in muziek. Beeld: Richard Revel

Muziekwetenschappers Jonathan Middleton van de Eastern Washington University en chemisch bioloog Robert Bywater van het Francis Crick Instituut in Londen ontwikkelden een programma om de bouwstenen en structuur van eiwitten te vertalen naar muziekfragmenten.

Eiwitorigami

Eiwitten zijn biologische moleculen met verschillende functies, zoals het verteren van voedsel en het onderhouden van spieren. Ze bestaan uit ketens van aminozuren. Deze ketens vouwen zich op en vormen zo een driedimensionale structuur. Als het eiwit niet op de juiste manier gevouwen is kan het zijn functie niet uitvoeren. Moleculair biologen proberen daarom de werking van eiwitten beter te begrijpen door verbanden te vinden tussen vouwpatronen en bepaalde functies.

In de studie naar eiwitstructuren gebruiken onderzoekers soms beelden van elektronenmicroscopen. Daarnaast hebben ze grote databases waarin de volgorde van de aminozuren en de vouwing van het eiwit staan beschreven. De structuren zijn echter vaak complex. Dat maakt het herkennen van patronen in de vouwingen lastig.

Moleculaire melodieën

Middleton en Bywater gaven de verschillende eigenschappen van eiwitten muzikale kenmerken. Ze werkten met name met toonhoogteverschillen. Zo werd de volgorde van de bouwstenen in de eiwitketen omgezet in een reeks van tonen. Elke toon of reeks van tonen kwam overeen met een aminozuur. Daarnaast gaf de duur van de tonen aan hoe de keten gevouwen was. De fragmenten werden zo samengesteld dat ze aangenaam waren om naar de luisteren.

Vervolgens vroegen de onderzoekers aan 38 proefpersonen in hoeverre ze het geluid overeen vonden komen met een visuele representatie van het eiwit. Meer dan 75% van de proefpersonen vond de geluidsfragmenten overeenkomen met de eiwitten. Bovendien vonden ze het prettig om naar te luisteren. Dit kan ervoor zorgen dat mensen vaker luisteren, waardoor ze de eiwitten beter bestuderen.

De geluidsfragmenten kunnen volgens de onderzoekers nu al gebruikt worden bij lessen over eiwitstructuren. Door zowel naar de data te kijken als ernaar te luisteren, kan de informatie sneller opgenomen worden. Bovendien denken ze dat het waardevol is als wetenschappers getraind raken in het luisteren naar eiwitten. Ze herkennen dan gemakkelijker verschillende structuren en onregelmatigheden die veroorzaakt worden door mutaties.

‘De oren detecteren wellicht meer dan de ogen, en als de oren een deel van het werk doen, hebben de ogen de tijd om naar andere dingen te kijken,’ zegt Middleton in een persbericht.

Kijk en luister zelf naar het eiwit 1r75. Het 3Dmodel met kleurcodering is gemaakt met het computerprogramma RasMol.

Beeld: Bywater en Middleton.

Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.

Lees verder:

Over de auteur

Dorine Schenk

Dorine Schenk is freelance wetenschapsjournalist voor o.a. NRC en New Scientist. Ze studeerde (astro-)deeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam. Daarnaast houdt ze van hardlopen. Volg haar op Twitter via @dorineschenk.



3 Reacties

  • Ans Schapendonk

    | Beantwoorden

    Ook niets nieuws onder de horizon, tenslotte zijn de taalklanken met hun verschillende toonhoogtes op eiwitten gebaseerd. Niet alleen het Chinees is een ‘toontaal’, want het Nederlands kent die verhogingen ook (vgl. Kanaän, coördinatie, vacuüm, enz.). Toen ik decaan Joachim Herrgen uitlegde wat het DO-RE(m) I-SOL-LA alias ‘dorem isola’ (goudeiland, voor Pampus liggen, luilekkerland) met Goropius Becanus’ universele klankhelix (Lauthelix, soundhelix) te maken had, kon de Deutsche Sprachatlas na mijn introductie van de correcte klankregels (adjectio, detractio, metathesis, permutatie en delivery) en het vierde rijtje van de W (naast P, T en K) ook met deze HINT plagiaat plegen. Linguisten als Herrgen, Wiese, Künzel en Schmidt beschuldigden mij via een medewerkster van sexuele intimidatie en interne artsen van de Philipps-Universität Marburg deden de rest door mij m.b.v. corrupte rechters als ‘prozessunfähig’ te verklaren zonder enige vorm van bewijs! Daarom doen vrouwen geen grote ontdekkingen, want mannen zorgen er wel voor dat ze zichzelf daarmee kunnen profileren. Het was het MATRIARCHAAT alias de MUZEN, die niet alleen musiceerden, maar ook de veel betere natuurwetenschapsters ooit waren! Toen David ‘REUS GOLIATH’ vermoordde, doodde hij de MOEDER van Amram, die hij vooraan in het front plaatste met de bedoeling zijn weduwe AYSCHILLOS (i.c. Batseba) te kunnen trouwen. Theologen hebben ook geen kaas gegeten van de BIJBEL, die gebaseerd is op natuurwetenschappelijke uitgangsteksten wanneer je de inhoud terughelixt.
    In het DO-RE-MI naast I-SOL-LA ontsbreekt het FA dat met SOL het FASOL (vgl. vezel > vezelkluwen alias TAU-eiwit) vormt (vgl. glasvezel). Het ontbreken van woorddelen (vgl. (Toen) Jonas in de walvis zat) heeft met de ZWEVENDE KWANTOR te maken. Sommige klanken, lettergrepen of woorden zitten aan de ‘achterkant’ (vgl. ‘spatie’, ‘(ei)witregel’) nadat ze van achteren naar voren verschoven, want woorden worden juist van achteren langer en lossen van voren op, wat precies het TEGENOVERGESTELDE is van wat ons de kluns Jacob Grimm probeerde wijs te maken. Die verzweeg overigens ook dat ‘zijn’ (hun) verzamelde sprookjes gewoon uit het Boeck van CAREL van MANDER kwamen, een van de weinige mannen die vrouwelijke schilders (schilderessen) bij naam noemde. Die beheersten overigens het perspectief beter dan welke man dan ook, want dat bewijzen de historische munten die ze ons nalieten. Wanneer plagiaatpleger Robbert Dijkgraaf op 17 november 2016 ons over ‘zijn’ theorie (o.a over het getal 42 – want hij verdoezelt dat het eigenlijk om de ’21 cm verboden straling’ gaat)) gaat vertellen, zal de aap uit de mouw komen, want die berust op mijn herontdekking van Becanus UNIVERSELE KLANKHELIX waarmee we niet alleen het verleden kunnen reconstrueren, de toekomst kunnen spellen (lees voorspellen), maar ook problemen kunnen oplossen (want zo sprak ook plagiaatpleegster Ina Bornkessel-Schlesewski (zie ‘Gottesteilchen’), o.a. in de (astro)fysica, maar ook in de politiek, want de IJZEREN BUISMA(n) alias de vrouw met de TRECHTER > (t)RECHTER op haar hoofd op het schilderij van de KEISNIJDING (‘Jeroen Bosch’, geen ‘mee-STER’, maar een GILDE van vrouwelijke schilders) verwijst naar de vrouwelijke alchemisten, de PRIE-STERS die met het ‘priesje zout’ (zoutkristallen) werkten en daardoor ook de AstroLOGIE > LOGISTIEKE functie ontdekten. Mannen hebben de MUZEN gereduceerd tot muziekmaaksters die mannen behagen, terwijl zij het waren die de mannen inwijdden (de eerste ‘stumper’ was Asklepilos): Mannen willen het niet waarhebben, dat vrouwen de EERSTE NATUURWETENSCHAPSTERS waren lang voordat het patriarchaat (laaghoofd > leeghoofd > legerhoofden) zijn intrede deed.

    Ans Schapendonk (26 oktober 2016)

  • rofer

    | Beantwoorden

    Voor zover ik vernam , is een componist vaak bezig om een ‘ momentum’ te vinden.
    Dit momentum is vaak [ in tegenstelling tot het eiwitten omzetten in muziek], en [het putten uit databases waarin de volgorde van aminozuren en de vouwing van het eiwit staat beschreven], een signaal wat van buiten de gevoelsbeleving v/d componist afkomstig is, klinisch gezegd onafhankelijk van z,n moleculen of eiwitten. Zo’n ‘momentum’ kan zich willekeurig van buitenaf manifesteren.

  • G. Logtenberg

    | Beantwoorden

    Na jaren electronica bouwen van apparaten m.b.t. geluid en evenzo studie minimal music, waarbij een wereld bekende docent tegen ons zei dat studenten op het conservatorium er niets van snapte verbaasde mij dat niet.
    Dat er mensen zijn die houden van ruissoorten en toeval toongeneratoren liefst zonder random van topologische structuren.
    Gezwam: 8 transities van veelheid in éénheid en omgekeerd in hun (uniplurale)overgangen.

Plaats een reactie