Forscher wandeln natürliche Vibrationen des Spike-Proteins in hörbare Töne um So klingt das Coronavirus als Musik - scinexx | Das Wissensmagazin
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So klingt das Coronavirus als Musik

Forscher wandeln natürliche Vibrationen des Spike-Proteins in hörbare Töne um

Spike-Protein
So sieht das Spike-Protein des Coronavirus SARS-CoV-2 aus. Jetzt haben Forscher seine Struktur in Musik übersetzt. © Jason McLellan/Univ. of Texas at Austin

Wer möchte, kann das Coronavirus jetzt auch hören. Denn US-Forscher haben die natürlichen Vibrationen seines wichtigsten Hüllproteins in hörbare Töne übersetzt. Möglich wird dies, weil jedes Aminosäuremolekül je nach Größe und Gewicht auf spezifische Weise schwingt. Aus ihrer Abfolge und Anordnung ergibt sich so eine einzigartige und charakteristische Musik – der Klang des Virus.

Die Idee, komplexe Strukturen und Daten in hörbare Töne zu übersetzen ist nicht neu: Forscher haben beispielsweise vor einigen Jahren die Daten zum Higgs-Boson aus dem LHC-Teilchenbeschleuniger am Forschungszentrum CERN in Töne übertragen. Die Häufigkeit der verschiedenen Teilchen und Zerfälle bestimmte dabei die Tonhöhen. Ein Forscherteam um Markus Buehler vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat vor einigen Jahren eine Technik entwickelt, um Proteinstrukturen in Musik zu übersetzen.

Molekül-Schwingungen transponiert

Diese Technik haben Buehler und sein Team nun genutzt, um das Spike-Protein des Coronavirus SARS-CoV-2 in hörbare Tonfolgen zu transponieren. Dieses in Form krönchenartiger Stacheln aus der Virenhülle herausragende Protein dient dem Virus unter anderem dazu, an die Wirtszellen anzudocken. Weil die komplexe Struktur dieses Proteins vor kurzem entschlüsselt wurde, konnten die MIT-Forscher nun ihre Protein-Musik-Methode auch beim Virus anwenden.

Übersetzt haben die Forscher dabei die Schwingungen, die von Natur aus im Proteinmolekül vorhanden sind. Denn jede Aminosäure in ihm zeigt abhängig von ihrer Größe, ihrem Molekülgewicht und ihrem Energie- und Bindungszustand charakteristische Schwingungen. Transponiert auf hörbare Frequenzen ergeben sich daraus akustische Spektren und Tonfolgen, die der Struktur des Proteins entsprechen.

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„Metapher für die Natur dieses Virus“

„Dieses Stück ist eine musikalische Repräsentation der Aminosäuresequenz und Struktur des Spike-Proteins von SARS-CoV-2“, erklärt Buehler. „Was Sie hören, ist eine mehrschichtige algorithmische Komposition, die sowohl das Vibrationsspektrum des gesamten Proteins im Klang und den rhythmischen Elementen widerspiegelt, aber auch die Abfolge und Faltung der Aminosäuren als verwobene Melodien.“

Der Forscher sieht diese Musik als Metapher für die Natur dieses Virus, das seinen Wirt mithilfe des Spike-Proteins austrickst und für seine eigene Vermehrung ausnutzt. „Dennoch transportiert der Klang dieser Musik nicht wirklich die tödlichen Auswirkungen, die dieses spezielle Protein momentan auf die Welt hat“, so Buehler. „Denn wenn man diesem Protein lauscht, wird man feststellen, dass sein kunstvolles Design in unglaublich interessanten und sogar angenehm beruhigenden Klängen resultiert.“

Quelle: Soundcloud, Markus Buehler, MIT

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