Geluiden van DNA en rockmuziek van het coronavirus - wetenschappers hebben dit allemaal kunnen opnemen, en nu kan iedereen ernaar luisteren
Muziek van DNA. Hoe is dit mogelijk?
Mark Temple, medisch moleculair bioloog,deed onderzoek naar nieuwe medicijnen om kanker te behandelen: het extraheren van DNA uit cellen, het in kleine reageerbuisjes stoppen en het medicijn toevoegen om te zien hoe ze op elkaar inwerken.
Voordat hij het medicijn injecteerde, keek hij door:combinaties van DNA op het scherm om te zien wat het beste is voor het experiment. Maar dit is een lang proces. Dus Temple vroeg zich af of er een gemakkelijkere manier was om patronen in DNA te vinden.
“Ik realiseerde me dat ik wilde horen hoe de datareeks klinkt. De combinatie van beeld en geluid is een krachtig hulpmiddel om informatie te analyseren”, aldus Temple.
Hij creëerde zijn eigen systeem waarmeenotities toegewezen aan verschillende elementen van DNA. Het menselijk genoom bestaat uit vier verschillende basen, dus het was gemakkelijk om met vier noten te beginnen, wat resulteerde in een melodietje op basis van reageerbuismaterialen. Volgens hem hielp deze truc echt om patronen in sequenties beter te identificeren en effectiever te kiezen welke combinaties van DNA te gebruiken.
Heeft iemand anders DNA-gegevens in geluid omgezet?
Ja, Temple is niet de eerste persoon die dit doetkwam. De afgelopen 40 jaar hebben onderzoekers deze truc gebruikt om patronen in DNA te identificeren, en zijn ze later voor heel verschillende doeleinden gaan gebruiken.
Sommige wetenschappers zetten zulke geluiden om in liedjes,die volgens hen een therapeutisch effect kunnen creëren. Anderen stellen zich een toekomst voor waarin geluiden kunnen worden aangepast en gerecycled om nieuwe gegevens te creëren.
De eerste experimenten waarin wetenschappershet omzetten van biologische gegevens in geluid begon in het begin van de jaren tachtig. In de VS zei David Diemer, die nu ingenieur is aan de Universiteit van Californië, dat hij met een vriend sprak toen hij voor het eerst opmerkte dat drie van de vier DNA-basen overeenkomen met de eerste letters van muzieknoten: A, G en C (respectievelijk do, salt en "la").
Hij begon noten op de piano te spelen en ontdekte datsommige van deze combinaties vertegenwoordigen eigenlijk twee akkoorden in de toonladder. Later verzamelde hij een paar collega's en componeerde op basis hiervan melodieën. Het resultaat is een cassette genaamd DNA Suite. Het bevatte een 30 minuten durende opname van muziek op basis van het humane insulinegen en enkele bacteriële DNA-sequenties.
Componist Stuart Mitchell richtte een startup opYour DNA Song, dat gebruik maakt van audioverwerking om de genetische informatie van een persoon om te zetten in een gepersonaliseerde melodie. De wetenschappelijke gemeenschap kwam dus tot de conclusie dat een dergelijke verwerking voor totaal verschillende doeleinden kan worden gebruikt.
Waarom muziek maken van data, hoe is het nuttig?
Temple, na zijn eerste experiment,creëerde zijn eigen algoritmische software die geluid uit gegevens maakt. De resulterende muziek kan volgens hem worden gebruikt om wetenschappelijk onderzoek te verbeteren.
“Soms hebben we duizenden stukjes data die op de een of andere manier moeilijk te verwerken zijn. Maar als je er geluid uit maakt, kun je ze op een heel ander vlak analyseren”, aldus Temple.
Hij sprak over een onderzoek waarin:wetenschappers hebben met succes elektrocardiografische geluidssignalen gebruikt om hartaandoeningen te diagnosticeren: ervaren cardiologen konden afwijkingen met 78 procent nauwkeurigheid detecteren na een korte training in ultrasoonapparaattechnieken.
Hoe maak je geluid uit DNA?
De methode van Temple is dat iedereeneen individuele DNA-base, of de vier bouwstenen van het menselijk genoom – A, C, T, G – krijgt een noot toegewezen. Dan moet je het volgende basenpaar nemen en dit matchen met de resterende set.
Vervolgens neemt Temple drietallen van basen, die inDNA is verantwoordelijk voor de transformatie van aminozuren en matcht ze ook met noten. Het resultaat zijn combinaties van noten die als akkoorden kunnen worden geïnterpreteerd. Volgens hem creëren achtereenvolgens gespeelde akkoorden muziek.
Temple besloot later om van deze geluiden muziek te maken.Hij merkte op dat er een groot verschil is in wat een melodie is en alleen ingesproken data. Het gebruik van geluid om gegevens weer te geven is een empirische en wetenschappelijke benadering. Op DNA gebaseerde muzieknoten zijn misschien melodieus voor het menselijk oor, maar ze klinken niet als een nummer dat op de radio wordt afgespeeld.
Dus toen hij het RNA probeerde te verwerken...coronavirus, voegde hij een laag drums en een gitaar toe, en zijn muzikantenvrienden overdubden het met hun eigen muziek om het virus om te zetten in volwaardige rockmuziek.
Tot nu toe zijn er niet veel van dergelijke benaderingen.volgelingen, maar wetenschappers hopen dat een dergelijke ongebruikelijke benadering van datatransformatie meer schoolkinderen en jonge professionals zal aantrekken voor wetenschappelijke activiteiten.
Lees verder
Zwaartekracht en donkere materie bestaan niet: het belangrijkste aan het nieuwe werk van natuurkundigen
Er gebeurt iets vreemds in het heelal: hoe inconsistenties in de Hubble-constante te verklaren?
Waarom willen ze het Bologna-onderwijssysteem in Rusland echt annuleren?