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.

De feiten en mythen over eieren eten
LEES OOK
De feiten en mythen over eieren eten

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: