Lyde af DNA og rockmusik fra coronavirus - videnskabsmænd var i stand til at optage alt dette, og nu kan alle lytte til det
Musik fra DNA. Hvordan er det muligt?
Mark Temple, medicinsk molekylærbiolog,forskede i nye lægemidler til behandling af kræft: udvinding af DNA fra celler, anbringelse af det i små reagensglas og derefter tilføjet lægemidlet for at se, hvordan de interagerer.
Før han indsprøjtede stoffet, kiggede han igennemkombinationer af DNA på skærmen for at se, hvad der kunne være bedst til eksperimentet. Men dette er en lang proces. Så Temple spekulerede på, om der var en nemmere måde at finde mønstre i DNA.
"Jeg indså, at jeg gerne ville høre, hvordan datasekvensen lyder. Kombinationen af billede og lyd er et stærkt værktøj til at analysere information,” sagde Temple.
Han skabte sit eget system, hvorvedtildelt noter til forskellige elementer af DNA. Det menneskelige genom består af fire forskellige baser, så det var nemt at starte med fire toner, hvilket resulterede i en lille melodi baseret på reagensglasmaterialer. Ifølge ham hjalp dette trick virkelig til bedre at identificere mønstre i sekvenser og mere effektivt vælge, hvilke kombinationer af DNA der skulle bruges.
Har nogen andre forvandlet DNA-data til lyd?
Ja, Temple er ikke den første person, der gør dettekom. I løbet af de sidste 40 år har forskere brugt dette trick til at identificere mønstre i DNA, og senere begyndte de at bruge det til helt andre formål.
Nogle videnskabsmænd forvandler sådanne lyde til sange,som ifølge dem kan skabe en terapeutisk effekt. Andre forestiller sig en fremtid, hvor lyde kan modificeres og genbruges for at skabe nye data.
De første eksperimenter, hvor videnskabsmændat omdanne biologiske data til lyd begyndte i begyndelsen af 1980'erne. I USA sagde David Diemer, som nu er ingeniør ved University of California, at han talte med en ven, da han første gang bemærkede, at tre af de fire DNA-baser svarer til de første bogstaver i musiknoter: A, G og C (henholdsvis do, salt og "la").
Han begyndte at spille noder på klaveret og fandt ud af detnogle af disse kombinationer repræsenterer faktisk to akkorder i den musikalske skala. Senere samlede han et par kolleger og komponerede melodier ud fra dette. Resultatet er en kassette kaldet DNA Suite. Den indeholdt en 30-minutters optagelse af musik baseret på det humane insulingen og nogle bakterielle DNA-sekvenser.
Komponisten Stuart Mitchell grundlagde en startupDin DNA-sang, som bruger lydbehandling til at omdanne en persons genetiske information til en personlig melodi. Så det videnskabelige samfund kom til den konklusion, at en sådan behandling kan bruges til helt andre formål.
Hvorfor lave musik ud af data, hvordan er det nyttigt?
Temple, efter sit første eksperiment,skabt sin egen algoritmiske software, der laver lyd ud af data. Den resulterende musik, siger han, kan bruges til at forbedre videnskabelig forskning.
“Nogle gange har vi tusindvis af stykker data, som på en eller anden måde er svære at behandle. Men hvis du laver lyd ud af det, kan du analysere dem på et helt andet plan,” sagde Temple.
Han talte om en undersøgelse, hvorForskere har med succes brugt elektrokardiografiske lydsignaler til at diagnosticere hjertesygdomme: erfarne kardiologer kunne opdage abnormiteter med 78 procent nøjagtighed efter en kort træning i sonikeringsteknikker.
Hvordan laver man lyd ud af DNA?
Temples metode er, at alleen individuel DNA-base, eller de fire byggesten i det menneskelige genom - A, C, T, G - tildeles en seddel. Så skal du tage det næste basepar og matche det med det resterende sæt.
Dernæst tager Temple trillinger af baser, som iDNA er ansvarlig for transformationen af aminosyrer og matcher dem også med noter. Resultatet er kombinationer af toner, der kan tolkes som akkorder. Ifølge ham skaber akkorder, der spilles efter hinanden, musik.
Temple besluttede senere at lave musik ud af disse lyde.Han bemærkede, at der er stor forskel på, hvad en melodi er, og blot stemte data. At bruge lyd til at repræsentere data er en empirisk og videnskabelig tilgang. DNA-baserede musikalske "noter" kan være melodiøse for det menneskelige øre, men de lyder ikke som en sang, der afspilles i radioen.
Så da han forsøgte at behandle RNA'etcoronavirus tilføjede han et lag af trommer og en guitar, og hans musikervenner overdubbede det med deres egen musik for at gøre virussen til fuldgyldig rockmusik.
Indtil videre er der ikke mange sådanne tilgange.følgere, men forskerne håber, at en så usædvanlig tilgang til datatransformation vil tiltrække flere skolebørn og unge fagfolk til videnskabelige aktiviteter.
Læs mere
Tyngdekraft og mørkt stof eksisterer ikke: det vigtigste ved fysikernes nye arbejde
Der sker noget mærkeligt i universet: hvordan man forklarer uoverensstemmelser i Hubble-konstanten
Hvorfor ønsker de egentlig at annullere Bologna-uddannelsessystemet i Rusland