단백질 분자구조를 음악으로 만든다면?
단백질 분자구조를 음악으로 만든다면?
  • 김정은 기자
  • 승인 2019.07.01 18:05
  • 댓글 0
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(출처:pixabay.com)

[데일리포스트=김정은 기자] 단백질을 음악으로 구현한다면 어떤 느낌일까?

미국 MIT(매사추세츠공과대)가 단백질 분자구조를 이용해 음악을 만들고, 이를 통해 얻은 정보를 뉴럴 네트워크(Neural Network)로 분석해 인공지능(AI)으로 새로운 단백질을 만드는 획기적인 연구를 진행하고 있다.

아래 동영상은 미국 과학협회가 공개한 이번 연구에 대한 해설이다.  

MIT 건설환경공학과 마커스 J 뷸러(Markus J. Buehler) 학과장이 이끄는 연구팀은 단백질 구조에 대한 이해를 위해 ‘소리(sound)’를 활용하고 있다.

단백질은 20종류의 아미노산이 사슬 모양으로 결합된 물질이다. 연구팀은 20종의 아미노산에 각각의 고유 진동수에 따른 '화음'과 아미노산 분자의 3D구조에 근거한 '음의 길이'를 할당했다. 이를 통해 여러 아미노산이 결합된 단백질을 음악으로 표현할 수 있다는 것.

미국화학학회 학술지 사이트 ' ACS publications'에 게재된 연구팀 논문
미국화학학회 학술지 사이트 ' ACS publications'에 게재된 연구팀 논문

연구팀에 따르면 단백질 분자 구조가 가지는 규칙성은 음높이·음역·강약·템포 등 비슷한 부분이 있다. 따라서 단백질의 규칙성을 음악으로 변환한다면 단백질 구조와 메커니즘, 특성 등을 이해하는데 도움이 될 수 있다고 설명한다. 

연구팀은 이 과정에 뉴럴 네트워크 기반의 인공지능(AI)을 활용하고 있으며, AI에서 얻은 지식을 바탕으로 ‘새로운 단백질’도 설계할 수 있다고 밝혔다.

(출처: MIT 건설환경공학과 마커스 J 뷸러 연구팀)
(출처: MIT 건설환경공학과 마커스 J 뷸러 연구팀)

단백질 구조에 대한 연구는 현재진행형이며 앞으로의 발전 가능성이 큰 분야다. 가령 거미와 누에가 만들어내는 실크 단백질인 ‘피브로인(fibroin)’의 경우, 인장력(tension)이 거의 강철과 같은 수준이며 방수 및 신축성도 뛰어난 소재다.

실크 단백질의 가진 특성을 구조를 통해 이해할 수 있다면 다른 물질에서도 같은 기술을 구현할 가능성이 있다. 즉, 연구팀은 이 같은 단백질 구조의 이해를 위해 음악을 활용하려는 것이다. 

MIT 연구팀이 공개한 '아미노산 신디사이저' 앱

한편 연구팀은 아미노산 각각의 소리를 활용해 작곡을 할 수 있는 안드로이드 앱(Amino Acid Synthesizer)도 개발해 공개했다.






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