音乐︱图片来源：图虫创意
撰文︱王帅佳 电子科技大学英才实验学院
编辑 | 郑章翰
导读
音乐是人类的语言，它超越了国界和文化的限制，让我们能够感受到彼此的情感和灵魂。在音乐的世界里，每个音符都是情感的流露，或欢快、或悲伤、或宁静、或激昂，它们共同构筑了音乐的魅力。音乐也有着广泛的应用，比如教育、娱乐、心理治疗等。但是，恐怕没人会想到音乐居然还与蛋白质的合成有关。
这篇发表于《生物医学中的计算机方法与程序》（Computer Methods and Programs in Biomedicine）期刊中的论文显示，我们可以通过一段音乐的时间序列来建构对应空间结构的蛋白质。
要想得到一段音乐对应的蛋白质，研究人员首先需要找到一种科学的方法来提取音乐对应的特征。
在现代社会，音乐主要以乐谱为载体来实现记录与传播。乐谱最主要的组成元素就是音符。音符有两个基本特征——音高和时值。音高由每个音符在五线谱中的相对位置决定，每一个位置对应着不同的频率。时值则指的是每个音符对应的演奏时长，它由音符的类型决定。
利用音符的这两个特征，研究人员将每个音符映射到二维坐标系中的一个点，从而有效提取一段音乐的特征。
在得到音乐和蛋白质的特征后，研究人员使用SA（模拟退火算法）来迭代生成与一段音乐最匹配的MP（音乐蛋白质）。
研究人员选取了肖邦的A小调华尔兹进行结果检验。在经历了特征化与SA迭代等步骤后成功从20的61次方种理论上可能的蛋白质中找到了对应的具有高级空间结构的MP。
寻找A小调华尔兹对应的蛋白质 | 图片来源：论文
这项工作可能有利于许多方面。例如，它将为听力受损者打开一门在生物视觉中“听”音乐的门，并可能是通过使用听觉特征让学生在早期接触分子生物学的一种手段。从音乐向蛋白质的转化还将有助于合理设计具有生物学和药用意义的蛋白质。
参考文献：
Jun
Su&Peng Zhou.(2024).Musical protein: Mapping the time sequence of music
onto the spatial architecture of proteins.Computer Methods and Programs in Biomedicine.252,30-39
责任编辑：蒋雅芳 刘彦池
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