Ilmuwan Ciptakan Musik dari Susunan Protein

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Ada banyak hal di dunia ini yang terlihat tidak masuk akal tapi ternyata bisa dilakukan. Salah satunya adalah membuat musik dari susunan protein. Kok bisa ya?

Dilansir dari Japan Today, Ahad (3/10), Peng Zhang, peneliti postdoktoral Biologi Komputasi Universitas Rockefeller dan Yuzong Chen, profesor tetap di Departemen Farmasi Fakultas Sains di National University of Singapore percaya bahwa mendengar suara kehidupan di tingkat molekuler dapat membantu menginspirasi orang untuk belajar lebih banyak tentang biologi dan ilmu komputasi.

Keduanya memimpin tim siswa sekolah menengah dan ilmuwan lain untuk mencari cara membuat musik klasik dari protein. Mereka mengubah susunan protein menjadi musik.

Analogi Musik dari Protein

Protein terstruktur seperti rantai terlipat. Rantai ini terdiri dari unit kecil dari 20 kemungkinan asam amino, masing-masing diberi label dengan huruf alfabet. 

Rantai protein yang direpresentasikan sebagai untaian huruf alfabet ini, sangat mirip dengan untaian not musik dalam notasi abjad. Rantai protein juga dapat melipat menjadi pola bergelombang dan melengkung dengan naik, turun, belokan dan loop. Demikian pula, musik terdiri dari gelombang suara dengan nada yang lebih tinggi dan lebih rendah, dengan tempo yang berubah-ubah dan motif yang berulang.

Zhang dan Chen membuat algoritme protein-ke-musik yang dengan demikian dapat memetakan fitur struktural dan fisiokimia dari untaian asam amino ke fitur musik untaian nada. Untuk studi, Zhang dan Chen secara khusus memilih musik piano klasik periode Romantik abad ke-19.

Musik jenis ini biasanya menjangkau berbagai nada dengan fitur yang lebih kompleks. Musik dari periode ini juga cenderung memiliki melodi yang lebih ringan dan lebih anggun serta emosional. 

Untuk menguji algoritme, Zhang dan Chen menerapkannya pada 18 protein yang memainkan peran kunci dalam berbagai fungsi biologis. Setiap asam amino dalam protein dipetakan ke nada tertentu berdasarkan seberapa sering mereka muncul dalam protein dan aspek biokimia lainnya sesuai dengan aspek lain dari musik. Asam amino berukuran lebih besar, misalnya akan memiliki panjang nada yang lebih pendek dan sebaliknya.

Musik yang dihasilkan kompleks, dengan variasi nada, kenyaringan dan ritme yang mencolok. Karena algoritme sepenuhnya didasarkan pada urutan asam amino dan tidak ada dua protein yang memiliki urutan asam amino yang sama, setiap protein akan menghasilkan lagu yang berbeda. Ini juga berarti bahwa ada variasi dalam musikalitas di seluruh bagian yang berbeda dan pola yang menarik dapat muncul.

Misalnya, musik yang dihasilkan dari protein reseptor yang mengikat hormon dan neurotransmitter oksitosin memiliki beberapa motif berulang karena pengulangan urutan kecil asam amino tertentu.

Di sisi lain, musik yang dihasilkan dari antigen tumor p53, protein yang mencegah pembentukan kanker, sangat berwarna, menghasilkan frasa yang sangat menarik di mana musiknya terdengar hampir seperti toccata, gaya yang sering menampilkan teknik cepat dan virtuoso.

Dengan memandu analisis sifat asam amino melalui gaya musik tertentu, musik protein dapat terdengar jauh lebih menyenangkan di telinga. Ini dapat dikembangkan lebih lanjut dan diterapkan pada variasi gaya musik yang lebih luas, termasuk pop dan jazz.

Musik protein adalah contoh bagaimana menggabungkan ilmu biologi dan komputasi dapat menghasilkan karya seni yang indah. Harapan Zhang dan Chen adalah karya ini akan mendorong para peneliti untuk membuat musik protein dengan gaya yang berbeda dan menginspirasi masyarakat untuk belajar tentang blok bangunan dasar kehidupan.

Studi dikembangkan secara secara kolaboratif dengan Nicole Tay, Fanxi Liu, Chaoxin Wang dan Hui Zhang.