SONIFICACIÓN MOLECULAR
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Una fusión entre la estructura del ADN, su interacción con el entorno biológico y la composición musical. Una invitación a escuchar la molécula de la vida, a través de sus propiedades físicas extraídas de simulaciones y convertidas en señales audibles.
¿QUE ES LA SONIFICACIÓN?
La sonificación es una forma de convertir datos en sonidos para poder entenderlos mejor. En lugar de mostrar la información en gráficos o tablas, se la transforma en señales acústicas que podemos escuchar (audibles). Así, lo que normalmente sería una serie de números o mediciones se convierte en un “paisaje sonoro” que refleja cómo se comporta un fenómeno, un experimento o un modelo.
Este proceso no es automático, alguien debe decidir qué datos se van a transformar y de qué manera se escucharán. Por ejemplo, un valor más alto en un sensor puede transformarse en un tono más agudo, o un cambio brusco en una medición puede escucharse como un golpe o un cambio de ritmo.
De esa manera, la sonificación abre una nueva vía para explorar, interpretar y comunicar información, aprovechando nuestra capacidad natural para reconocer patrones en lo que oímos.
https://accessibleoceans.whoi.edu/what-is-sonification/
Una de las aplicaciones más útiles lo constituye el contador Geiger. Un contador Geiger sirve para detectar radiación, algo que nuestros sentidos no pueden percibir directamente. Cada partícula radiactiva que entra en el detector se traduce en un clic sonoro, esos famosos “chirridos” que aumentan cuando la radiación es más intensa.
Existen ejemplos de sonificación más románticos, como la aproximación de sonificación que ha desarrollado la NASA para poder escuchar galaxias lejanas (nasa.gov/marshall):
Contador Geiger: Un caso emblemático de sonificación. Gracias a este dispositivo cualquier persona, sin necesidad de mirar una pantalla o entender números, puede darse cuenta de inmediato si hay radiación, de dónde proviene y cuán intensa es.
EJEMPLOS DE SONIFICACIÓN MOLECULAR
Música de la secuencia de las proteínas, con musicalidad mejorada a través de un programa informático que aprende de Chopin. (Tay. Heliyon 2021)
Conversión de la secuencia de aminoácidos en proteínas a música clásica: búsqueda de patrones auditivos. (Takahashi. Genome Biology 2007)
Un enfoque musical para la interpretación de datos de expresión génica utilizando líneas celulares de neuroblastoma. (Staege. Scientific Reports 2015)
“Pese al filtrado y la reordenación de los conjuntos de sondas, las melodías resultantes en los ejemplos presentados son bastante abstractas y su capacidad de evocación es difícil de predecir. Parece probable que la familiaridad con tales melodías se alcance más rápido si se oyen disonancias de melodías conocidas.”Patrones musicales para la epigenómica comparativa. (Brocks. Clinical Epigenetics 2015)
SNARE Dance: una interpretación musical del transporte de Atg9 hacia el cúmulo tubulovesicular. (Takahashi. Autophagy 2012)
“Tras asignar instrumentos a cada partitura proteica, procedimos a combinar las partituras individuales en una orquestación final.”
La heterogeneidad de los enlaces de hidrógeno se correlaciona con el tiempo de paso por el estado de transición en el plegamiento de proteínas. (Scaletti. PNAS 2024)
LA CIENCIA QUE HAY DETRÁS
Las dinámicas moleculares son simulaciones por computadora que permiten observar cómo se mueven y cambian con el tiempo las moléculas que forman la vida, como las proteínas o el ADN. Funcionan aplicando las leyes de la física a cada átomo, de manera que podemos seguir sus trayectorias como si tuviéramos un microscopio virtual capaz de ver a nivel atómico y en cámara lenta. Estas simulaciones son muy útiles porque permiten explorar fenómenos imposibles de observar directamente en el laboratorio, como el detalle de cómo una secuencia de ADN se curva, se dobla o se vuelve más rígida dependiendo de la combinación de letras (bases) que la forman.
Gracias a este enfoque, se ha comprendido que las propiedades físicas —flexibilidad, rigidez, tendencia a curvarse— del ADN dependen fuertemente de la secuencia. Un papel fundamental en este avance lo tuvo y lo sigue teniendo el Ascona B-DNA Consortium, una colaboración internacional de investigadores que desde principios de los 2001 viene generando simulaciones de ADN, estableciendo estándares y bases de datos que hoy son referencia obligada en el área.
DansLab forma parte del ABC Consortium desde 2014 y fue el último organizador del congreso ABC que se llevó a cabo en abril de 2023 en Ascona, Suiza (https://www.danslab.xyz/abc-2023).
Secuencias de ADN simuladas (librería miniABC, cedidas por el Consorcio ABC). Las mismas contienen 136 combinaciones únicas formadas por 4 letras:
Izquierda: Marco teórico desarrollado para calcular la interacción ADN-K+ y las concentraciones de K+ en el surco mayor. Arriba: Animación de una simulación. Cuando los K+ se ponen en color verde están interactuando con los surcos del ADN.
NUESTRA APROXIMACIÓN
“Al comprender que las sonificaciones que resultan difíciles o agotadoras de escuchar tendrán menos éxito, se han hecho algunos intentos valientes de incorporar elementos de composición en las asignaciones de sonido. Así como la música está diseñada para atraer y mantener el interés del oyente, seguramente una sonificación más musical será mejor que una que no lo sea. Por el contrario, el objetivo de comunicar información esencial puede quedar enmascarado en el esfuerzo por lograr una expresión musical más fuerte.”
Vickers, P. (2017). Sonification and music, music and sonification. In: Cobussen, M., Meelberg, V., y Truax, B. (eds.), The Routledge Companion to Sounding Art, 135–144. Routledge, Oxford.
Intentando seguir el balance entre datos y composición mencionado por Vickers, hemos transformado la interacción entre el ADN y los cationes de potasio (K+).
Para todas las secuencias de 4 letras posibles, se midió la interacción en el surco mayor y menor del ADN. Las frecuencias de interacción con los surcos se multiplicaron por un factor para llevarlas al rango audible humano. Luego se redondearon los valores obtenidos acercando las frecuencias obtenidas a la frecuencia de la nota más cercana en la escala temperada.
UNA MÚSICA DEL ADN
Cómo prueba piloto, se unieron las 13 secuencias del miniABC en una sola secuencia larga de 234 letras (A, C, G y T) y se musicalizó usando un piano y un violín. Las notas color rojo son interacciones ADN-K+ en el surco menor y las notas azules en el surco mayor. Las notas en color negro forman parte de la composición musical. Disponible en YouTube:
REALIZADORES
Nicolás Molla
Músico, compositor y productor musical. Ha creado música para cine, publicidad y proyectos sociales, y hoy trabaja como productor independiente en su propio estudio (https://nicomolla.com/)
Pablo Dans
Investigador, docente y divulgador científico. Experto internacional en estructura de ácidos nucleicos (ADN y ARN) y en técnicas de química computacional, modelado molecular, simulaciones y bioinformática estructural.
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