Bạn có thể nghe thấy virus SARS-CoV-2: Và đây là bản nhạc du dương chết người của nó

Có thể bạn đã thấy vô số hình ảnh của SARS-CoV-2, chủng virus corona mới đang phải chịu trách nhiệm cho hơn 70.000 ca tử vong và 1,2 triệu ca nhiễm COVID-19 trên toàn thế giới. Nhưng nhìn thấy virus là một phần, các nhà khoa học bây giờ còn có thể giúp bạn nghe thấy chúng.

Bằng cách mã hóa từng axit amin trên gai protein virus SARS-CoV-2 thành các nốt nhạc có cao độ, trường âm và độ lớn khác nhau, một nhóm các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra được bản nhạc có tên: "Viral Counterpoint of the Coronavirus Spike Protein (2019-nCoV)".

Bản nhạc dài gần 2 tiếng đồng hồ được đăng tải trên tài khoản Sound Cloud của Markus J. Buehler, nhà khoa học vật liệu tại MIT. Trong khi bạn thưởng thức giai điệu thật du dương và dễ chịu này, Buehler cho biết sự du dương đó chính là một phần bản chất "lừa phỉnh" của virus, khi nó âm thầm xâm nhập, làm tổn thương chúng ta và giết chết hàng chục ngàn sinh mạng.

Trong bản nhạc mà bạn đang nghe có những tiếng chuông rung, tiếng dây đàn, tiếng sáo khi êm đềm, khi dồn dập. Tất cả đều thể hiện các khía cạnh khác nhau trong cấu trúc gai protein trên bề mặt virus SARS-CoV-2.

Gai protein chính là đặc điểm đặc trưng của virus corona. Nó nhô ra bên ngoài vỏ tế bào virus, tạo thành hình vương miện và khiến virus corona có được cái tên của chúng. Ở SARS-CoV-2, gai protein của virus này có những đột biến đặc biệt, khiến nó bám chắc vào tế bào người và lây nhiễm mạnh hơn các chủng virus corona khác bao gồm SARS và MERS.

Các gai của virus SARS-CoV-2 có cấu trúc ăn khớp với một thụ thể có tên là ACE2. Các thụ thể ACE2 tập trung rất nhiều trên bề mặt tế bào phổi. Do vậy, virus này thường xâm nhập phổi và gây ra bệnh viêm phổi cấp.

Ngoài tế bào phổi, thụ thế ACE2 cũng xuất hiện cả ở ruột, thận, tinh hoàn và tim. Mặc dù vậy, điều kỳ lạ là virus SARS-CoV-2 không tấn công tim của người bệnh.

Giống như tất cả các protein khác, gai của SARS-CoV-2 được tạo thành từ sự kết hợp của các axit amin. Sử dụng một tập hợp các thuật toán gọi là kỹ thuật sonization, các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts đã gán cho mỗi axit amin này thành một nốt nhạc duy nhất trong thang cao độ, chuyển đổi toàn bộ protein gai của virus thành một bản nhạc.

"Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy các vật thể nhỏ ở kích thước nano như protein, hoặc các phân tử khác tạo thành hầu hết tất cả các vật chất sống bao gồm tế bào, mô, cũng như các mầm bệnh như virus, thuật toán của chúng tôi cho phép chúng ta có thể nghe thấy chúng. Tác phẩm này là một bản nhạc đại diện cho trình tự và cấu trúc axit amin của protein gai trên mầm bệnh COVID-19, 2019-nCoV", Buehler viết.

Các nhà nghiên cứu đã dùng thuật toán mô phỏng các đặc tính này thành trường độ và âm lượng của mỗi nốt nhạc. Các rung động phân tử do nhiệt gây ra cũng được mô phỏng thành một âm thanh riêng.

"Những gì bạn nghe thấy là âm nhạc được tạo ra từ những thuật toán nhiều lớp bao gồm cả phổ rung động của toàn bộ protein (thể hiện ở các yếu tố âm thanh và nhịp điệu), chuỗi và các nếp gấp axit amin cấu thành gai protein của virus, cũng như các giai điệu đan xen - tạo thành các phần đối âm - phản ánh phân cấp hình học phức tạp của protein", Buehler giải thích.

Trong đời thực, các axit amin tạo thành gai protein cho SARS-CoV-2 có xu hướng cuộn tròn thành một chuỗi xoắn hoặc kéo dài ra thành một dải dài.

Nhưng tại sao các nhà khoa học lại muốn biến virus thành âm nhạc? Nó không hẳn là một công việc mang tính giải trí. Các nhà khoa học tại MIT giải thích định dạng mới của virus có thể giúp họ tìm thấy các địa điểm trên gai protein của SARS-CoV-2, nơi mà một kháng thể hoặc thuốc có thể bám vào đó để chặn virus này xâm nhập tế bào.

Bản nhạc là một cách tiếp cận nhanh và trực quan hơn các phương pháp nghiên cứu protein thông thường, chẳng hạn như các mô hình hóa phân tử mà nhiều nhóm nghiên cứu khác đang thực hiện.

Họ nói thêm rằng, bằng cách so sánh trình tự âm nhạc của protein gai SARS-CoV-2 với một cơ sở dữ liệu lớn chứa các bản nhạc mô phỏng protein đã khác, một ngày nào đó, các nhà khoa học có thể tìm thấy một loại protein có thể bám vào gai SARS-CoV-2 để ngăn chặn virus này, đó chính là một vắc-xin cho COVID-19.

Tất nhiên, bản nhạc chính nó cũng mang tính giải trí. Các nhà khoa học cho biết họ đã chọn một bộ nhạc cụ bao gồm đàn, sáo mang âm hưởng Nhật Bản, để tạo ra những âm thanh dễ nghe, du dương và êm đềm.

"Nghệ thuật âm nhạc này dạy chúng ta điều gì đó về ranh giới giữa vẻ đẹp của sự sống và cái chết như những thái cực đối nghịch. Khi bạn nghe protein này, bạn sẽ thấy cấu trúc phức tạp của nó lại dẫn đến những âm thanh cực kỳ thú vị, dễ chịu và thư giãn", Buehler giải thích.

"Nó không thực sự truyền đạt sự chết chóc mà loại protein đặc biệt này đang gieo rắc trên toàn thế giới. Bản nhạc này cho thấy bản chất lừa phỉnh của virus, cách nó xâm nhập cơ thể chúng ta để tái tạo và làm tổn thương chúng ta trên đường đi của chúng. Vì vậy, âm nhạc là một phép ẩn dụ cho bản chất của virus, nó đang đánh lừa vật chủ và khai thác con người để được nhân lên".

Tham khảo Science