近年来，科学家们创造性地将蛋白质的结构转化为音乐，这种方法旨在更生动地向大众普及科学，但这些由蛋白质生成的曲目并不总是悦耳动听。在9月29日发表于《赫利昂》杂志的一项研究中，研究人员运用现有音乐风格来指导蛋白质歌曲的结构，使其更具音乐性。通过借鉴肖邦的《幻想即兴曲》和其他古典作品的风格，研究者成功地将蛋白质转化为更具音乐性的歌曲。

利用蛋白质到音乐的算法，可以创造出独特的旋律。

这个算法结合了蛋白质的特定元素——如氨基酸的大小和位置——并将它们映射到各种音乐元素上，从而创建出蛋白质结构的听觉“蓝图”。

新加坡国立大学药学系教授陈宇宗（Yu Zong Chen）表示：“现有的蛋白质音乐大多是通过将某些氨基酸模式简单映射到基本的音乐特征上，如音高和音符长度，但这些并不适合更复杂的音乐特征，如节奏和和声。”

他补充说：“通过专注于某种音乐风格，我们可以指导将氨基酸模式的组合与各种音乐特征更复杂的映射。”

在他们的实验中，研究人员分析了19世纪中期浪漫时期古典音乐中四首作品的音高、长度、八度、和弦、动态和主题。

这些作品包括肖邦的《幻想即兴曲》和舒伯特的《漫游者幻想曲》，被选中代表当时兴起的幻想即兴曲风格。

“我们选择幻想即兴曲这种特定的音乐风格，因为它以表达自由为特点，我们认为这与蛋白质在调节我们的身体功能（包括情绪）方面的作用相辅相成。”洛克菲勒大学博士后研究员张鹏（@zhangpeng1202）如是说。

同样，研究中的几种蛋白质也因其与幻想即兴曲风格的关键特征相似而被选中。

在测试的18种蛋白质中，大多数调节包括人类情感、认知、感觉或表现在内的功能，作者表示，这与该体裁的情感和表现力相联系。

接着，他们将这些蛋白质的104种结构、理化和结合氨基酸性质映射到六种音乐特征上。

陈宇宗解释道：“我们筛选了每种氨基酸性质的定量特征，并将其与不同音乐特征的定量值进行比较，以找到最佳的映射配对。例如，我们将氨基酸的大小映射到音符

长度上，使得较大的氨基酸大小对应较短的音符长度。”

在所有测试的蛋白质中，研究人员发现，使用风格引导算法后，蛋白质的音乐性显著提高。

特别是，使用风格引导算法与早期蛋白质到音乐算法相比，催产素受体（OXTR）的音乐性提升最为显著。

张鹏说：“催产素受体蛋白生成了我们最喜欢的歌曲。”

“这个蛋白质序列产生了一个可辨识的主题，它在整个作品中以节奏重复出现，还有一些有趣的主题和模式，它们独立于我们的算法而反复出现。例如，许多七和弦自然而然地解决了。”

然而，作者们也指出，虽然引导算法提高了蛋白质歌曲的整体音乐性，但要使其接近真正的人类音乐，仍有很长的路要走。

陈宇宗说：“我们认为下一步是探索更多音乐风格和更复杂的氨基酸性质组合，以增强音乐性和创作新颖的音乐作品。另一个非常重要的下一步是应用人工智能，共同学习复杂的氨基酸性质及其与各种音乐风格特征的组合，以创造更具音乐性的蛋白质音乐。”

该研究得到了中国国家重点研发计划、中国国家自然科学基金和新加坡学术基金的支持。