Así suena el COVID-19

“¡Nuestros cerebros son excelentes para procesar sonido! En un barrido, nuestros oídos captan todas sus características jerárquicas: tono, timbre, volumen, melodía, ritmo y acordes”, explica Markus J. Buehler, científico e ingeniero de materiales estadounidense del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y director del Laboratorio de Mecánica Atomística y Molecular (LAMM).

Para Buehler el sonido es una forma elegante de acceder a la información almacenada en una proteína, cuando el microscopio no es lo suficientemente potente para llegar a la imagen. Desde hace un tiempo, su objetivo es crear nuevos materiales biológicos para aplicaciones sostenibles y no tóxicas, por ejemplo, está buscando crear una proteína para extender la vida útil de los alimentos perecederos.

En medio de su investigación llegó el Covid 19, por lo que con un equipo de trabajo decidió dirigir su atención a la proteína espiga del SARS-CoV-2, responsable de la entrada del virus en la célula huésped que hace que el nuevo coronavirus sea tan contagioso. Buscan así develar sus propiedades vibratorias a través de espectros de sonido basados ​​en moléculas, que podrían tener la clave para detener el virus. En pocas palabras: entender el lenguaje de las proteínas.

Por lo general, el sonido se hace vibrando un material, como una cuerda de guitarra, y la música se crea al organizar los sonidos en patrones jerárquicos. Bajo esta lógica, Buehler habla de convertir las estructuras de proteínas en representaciones audibles y traducir estas representaciones en nuevos materiales, que según él puede ser más intuitivo y rápido que el modelado molecular.

“Creemos que el análisis de sonido y música puede ayudarnos a comprender mejor el mundo material. La expresión artística es, después de todo, solo un modelo del mundo dentro de nosotros y a nuestro alrededor”, explica.

Las vibraciones pueden cambiar a medida que las temperaturas se calientan, por ejemplo, y también pueden decirnos por qué la punta del SARS-CoV-2 gravita hacia las células humanas más que otros virus; así, al comparar la secuencia musical de la proteína con una gran base de datos de otras proteínas sonificadas, algún día podría ser posible encontrar una que pueda adherirse a esta, evitando que el virus infecte una célula. “Comprender estos patrones vibratorios es fundamental para el diseño de medicamentos y mucho más”, afirma el científico.

Al musicalizar la proteína espiga del SARS-CoV-2, la pieza resultante es una forma de música de contrapunto en la que las notas se tocan contra notas. “El virus tiene una extraña habilidad para engañar y explotar al huésped para su propia multiplicación. Su genoma secuestra la maquinaria de fabricación de proteínas de la célula huésped y la obliga a replicar el genoma viral y producir proteínas virales para producir nuevos virus (...) Es sorprendente el tono agradable e incluso relajante de la música y engaña a nuestro oído de la misma manera que el virus engaña a nuestras células. Es un invasor disfrazado de visitante amigable”, explica Buehler. 

Los sonidos producidos por cuerdas, campanas, flautas, etc., representan diferentes aspectos de la proteína en la superficie del virus. Como todas las proteínas, los picos están hechos de combinaciones de aminoácidos que tienden a enrollarse o estirarse. Los investigadores de MIT capturaron estas características alterando la duración y el volumen de las notas. Las vibraciones moleculares debidas al calor también obtienen sus propios sonidos.

Escuchen el resultado a continuación: