Ήχοι DNA και ροκ μουσικής από τον κορωνοϊό - οι επιστήμονες μπόρεσαν να καταγράψουν όλα αυτά και τώρα ο καθένας μπορεί να τα ακούσει
Μουσική από DNA. Πώς είναι αυτό δυνατόν?
Mark Temple, Ιατρικός Μοριακός Βιολόγος,ερευνούσε νέα φάρμακα για τη θεραπεία του καρκίνου: εξαγωγή DNA από κύτταρα, τοποθέτησή του σε μικρούς δοκιμαστικούς σωλήνες και στη συνέχεια προσθήκη του φαρμάκου για να δει πώς αλληλεπιδρούν.
Πριν κάνει την ένεση του φαρμάκου, κοίταξεσυνδυασμούς DNA στην οθόνη για να δείτε τι μπορεί να είναι καλύτερο για το πείραμα. Αλλά αυτή είναι μια μακρά διαδικασία. Έτσι ο Temple αναρωτήθηκε αν υπήρχε ευκολότερος τρόπος να βρεις μοτίβα στο DNA.
«Συνειδητοποίησα ότι ήθελα να ακούσω πώς ακούγεται η ακολουθία δεδομένων. Ο συνδυασμός εικόνας και ήχου είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την ανάλυση πληροφοριών», δήλωσε ο Temple.
Δημιούργησε το δικό του σύστημα με το οποίοέδωσε σημειώσεις σε διάφορα στοιχεία του DNA. Το ανθρώπινο γονιδίωμα αποτελείται από τέσσερις διαφορετικές βάσεις, επομένως ήταν εύκολο να ξεκινήσουμε με τέσσερις νότες, με αποτέλεσμα μια μικρή μελωδία βασισμένη σε υλικά δοκιμαστικού σωλήνα. Σύμφωνα με τον ίδιο, αυτό το τέχνασμα βοήθησε πραγματικά στον καλύτερο εντοπισμό των μοτίβων σε αλληλουχίες και στην πιο αποτελεσματική επιλογή των συνδυασμών DNA που θα χρησιμοποιηθούν.
Έχει μετατρέψει κανείς άλλος τα δεδομένα DNA σε ήχο;
Ναι, ο Temple δεν είναι ο πρώτος άνθρωπος που το κάνει αυτόήρθε. Τα τελευταία 40 χρόνια, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αυτό το τέχνασμα για να αναγνωρίσουν μοτίβα στο DNA και αργότερα άρχισαν να το χρησιμοποιούν για πολύ διαφορετικούς σκοπούς.
Μερικοί επιστήμονες μετατρέπουν τέτοιους ήχους σε τραγούδια,που, σύμφωνα με αυτούς, μπορεί να δημιουργήσει ένα θεραπευτικό αποτέλεσμα. Άλλοι οραματίζονται ένα μέλλον όπου οι ήχοι μπορούν να τροποποιηθούν και να ανακυκλωθούν για τη δημιουργία νέων δεδομένων.
Τα πρώτα πειράματα στα οποία οι επιστήμονεςΗ μετατροπή των βιολογικών δεδομένων σε ήχο ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 1980. Στις ΗΠΑ, ο David Diemer, ο οποίος είναι τώρα μηχανικός στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, είπε ότι μιλούσε με έναν φίλο όταν παρατήρησε για πρώτη φορά ότι τρεις από τις τέσσερις βάσεις DNA αντιστοιχούν στα πρώτα γράμματα των μουσικών νότων: A, G και C (do, salt, και "la", αντίστοιχα).
Άρχισε να παίζει νότες στο πιάνο και το ανακάλυψεμερικοί από αυτούς τους συνδυασμούς αντιπροσωπεύουν στην πραγματικότητα δύο συγχορδίες στη μουσική κλίμακα. Αργότερα, συγκέντρωσε μερικούς συναδέλφους και συνέθεσε μελωδίες με βάση αυτό. Το αποτέλεσμα ήταν μια κασέτα που ονομαζόταν DNA Suite. Περιλάμβανε μια εγγραφή μουσικής διάρκειας 30 λεπτών βασισμένη στο γονίδιο της ανθρώπινης ινσουλίνης και σε ορισμένες βακτηριακές αλληλουχίες DNA.
Ο συνθέτης Stuart Mitchell ίδρυσε μια startupΤο τραγούδι DNA σας, το οποίο χρησιμοποιεί επεξεργασία ήχου για να μετατρέψει τις γενετικές πληροφορίες ενός ατόμου σε μια εξατομικευμένη μελωδία. Έτσι η επιστημονική κοινότητα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι μια τέτοια επεξεργασία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εντελώς διαφορετικούς σκοπούς.
Γιατί να φτιάξετε μουσική από δεδομένα, πόσο χρήσιμο είναι;
Ο Temple, μετά το πρώτο του πείραμα,δημιούργησε το δικό του αλγοριθμικό λογισμικό που παράγει ήχο από δεδομένα. Η μουσική που προκύπτει, λέει, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της επιστημονικής έρευνας.
«Μερικές φορές έχουμε χιλιάδες κομμάτια δεδομένων που είναι δύσκολο να επεξεργαστούμε με κάποιο τρόπο. Αλλά αν βγάζετε ήχο από αυτό, μπορείτε να τα αναλύσετε σε ένα εντελώς διαφορετικό επίπεδο», είπε ο Temple.
Μίλησε για μελέτη στην οποίαΟι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει με επιτυχία ηχητικά σήματα ηλεκτροκαρδιογραφίας για τη διάγνωση καρδιακών παθήσεων: έμπειροι καρδιολόγοι μπορούσαν να ανιχνεύσουν ανωμαλίες με ακρίβεια 78 τοις εκατό μετά από μια σύντομη εκπαίδευση στις τεχνικές υπερήχων.
Πώς να βγάλετε ήχο από το DNA;
Η μέθοδος του Temple είναι ότι όλοιμια μεμονωμένη βάση DNA ή τα τέσσερα δομικά στοιχεία του ανθρώπινου γονιδιώματος - A, C, T, G - λαμβάνει μια σημείωση. Στη συνέχεια, πρέπει να πάρετε το επόμενο ζεύγος βάσεων και να το ταιριάξετε με το υπόλοιπο σετ.
Στη συνέχεια, ο Temple παίρνει τρίδυμα βάσεις, οι οποίες μέσαΤο DNA είναι υπεύθυνο για τον μετασχηματισμό των αμινοξέων, και επίσης τα ταιριάζει με νότες. Το αποτέλεσμα είναι συνδυασμοί από νότες που μπορούν να ερμηνευτούν ως συγχορδίες. Σύμφωνα με τον ίδιο, οι συγχορδίες που παίζονται διαδοχικά δημιουργούν μουσική.
Ο Temple αποφάσισε αργότερα να κάνει μουσική από αυτούς τους ήχους.Σημείωσε ότι υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ του τι είναι μελωδία και των δεδομένων που ακούγονται. Η χρήση του ήχου για την αναπαράσταση δεδομένων είναι μια εμπειρική και επιστημονική προσέγγιση. Οι μουσικές «νότες» που βασίζονται στο DNA μπορεί να είναι μελωδικές για το ανθρώπινο αυτί, αλλά δεν ακούγονται σαν τραγούδι που παίζει στο ραδιόφωνο.
Όταν λοιπόν προσπάθησε να επεξεργαστεί το RNAκορωνοϊός, πρόσθεσε ένα στρώμα ντραμς και μια κιθάρα, και οι φίλοι του μουσικοί το μεταγλώττησαν με τη δική τους μουσική για να μετατρέψουν τον ιό σε πλήρη ροκ μουσική.
Μέχρι στιγμής, δεν υπάρχουν πολλές τέτοιες προσεγγίσεις.οπαδούς, αλλά οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μια τόσο ασυνήθιστη προσέγγιση στον μετασχηματισμό δεδομένων θα προσελκύσει περισσότερους μαθητές και νέους επαγγελματίες σε επιστημονικές δραστηριότητες.
Διαβάστε περισσότερα
Η βαρύτητα και η σκοτεινή ύλη δεν υπάρχουν: το κύριο πράγμα για τη νέα δουλειά των φυσικών
Κάτι περίεργο συμβαίνει στο Σύμπαν: πώς να εξηγήσουμε τις ασυνέπειες στη σταθερά Hubble
Γιατί θέλουν πραγματικά να ακυρώσουν το εκπαιδευτικό σύστημα της Μπολόνια στη Ρωσία