Zvuky DNA a rocková hudba z koronavírusu – toto všetko sa vedcom podarilo zaznamenať a teraz to môže počúvať ktokoľvek
Hudba z DNA. Ako je to možné?
Mark Temple, lekársky molekulárny biológ,skúmal nové lieky na liečbu rakoviny: extrahoval DNA z buniek, dal ju do malých skúmaviek a potom pridal liek, aby zistil, ako interagujú.
Pred injekciou drogy si ju prezrelkombinácie DNA na obrazovke, aby ste videli, čo by mohlo byť pre experiment najlepšie. Ale to je dlhý proces. Temple teda uvažoval, či existuje jednoduchší spôsob, ako nájsť vzory v DNA.
„Uvedomil som si, že chcem počuť, ako znie sekvencia údajov. Kombinácia obrazu a zvuku je mocným nástrojom na analýzu informácií,“ povedal Temple.
Vytvoril si vlastný systém, ktorýmpriradené poznámky k rôznym prvkom DNA. Ľudský genóm sa skladá zo štyroch rôznych základov, takže bolo ľahké začať so štyrmi tónmi, výsledkom čoho bola malá melódia založená na materiáloch skúmavky. Tento trik podľa neho skutočne pomohol lepšie identifikovať vzory v sekvenciách a efektívnejšie vybrať, ktoré kombinácie DNA použiť.
Premenil ešte niekto údaje o DNA na zvuk?
Áno, Temple nie je prvým človekom, ktorý to urobilprišiel. Za posledných 40 rokov výskumníci použili tento trik na identifikáciu vzorov v DNA a neskôr ho začali používať na úplne iné účely.
Niektorí vedci premieňajú takéto zvuky na piesne,ktoré podľa nich môžu vytvárať terapeutický efekt. Iní si predstavujú budúcnosť, v ktorej možno zvuky upravovať a recyklovať na vytváranie nových údajov.
Prvé experimenty, v ktorých vedcipremena biologických údajov na zvuk sa začala začiatkom 80. rokov 20. storočia. V USA David Diemer, ktorý je teraz inžinierom na Kalifornskej univerzite, povedal, že sa rozprával s priateľom, keď si prvýkrát všimol, že tri zo štyroch báz DNA zodpovedajú prvým písmenám hudobných nôt: A, G a C (do, soľ a „la“, v tomto poradí).
Začal hrať noty na klavíri a zistil toniektoré z týchto kombinácií v skutočnosti predstavujú dva akordy v hudobnej stupnici. Neskôr zhromaždil pár kolegov a na základe toho zložil melódie. Výsledkom bola kazeta s názvom DNA Suite. Obsahoval 30-minútovú nahrávku hudby založenú na géne ľudského inzulínu a niektorých sekvenciách bakteriálnej DNA.
Skladateľ Stuart Mitchell založil startupYour DNA Song, ktorá využíva spracovanie zvuku na premenu genetických informácií človeka na personalizovanú melódiu. Vedecká komunita teda dospela k záveru, že takéto spracovanie možno použiť na úplne iné účely.
Prečo robiť hudbu z dát, ako je to užitočné?
Temple, po svojom prvom experimente,vytvoril svoj vlastný algoritmický softvér, ktorý vytvára zvuk z údajov. Výsledná hudba, hovorí, môže byť použitá na zlepšenie vedeckého výskumu.
„Niekedy máme tisíce údajov, ktoré je ťažké nejako spracovať. Ale ak z toho vytvoríte zvuk, môžete ich analyzovať na úplne inej úrovni,“ povedal Temple.
Hovoril o štúdii, v ktorejvedci úspešne použili elektrokardiografické zvukové signály na diagnostiku srdcových ochorení: skúsení kardiológovia dokázali odhaliť abnormality so 78-percentnou presnosťou po krátkom tréningu sonifikačných techník.
Ako urobiť zvuk z DNA?
Templeova metóda je, že každýindividuálna báza DNA alebo štyri stavebné bloky ľudského genómu - A, C, T, G - je priradená poznámka. Potom musíte zobrať ďalší pár základov a spárovať ho so zvyšnou sadou.
Ďalej Temple vezme trojice základní, ktoré vDNA je zodpovedná za transformáciu aminokyselín a tiež ich spája s poznámkami. Výsledkom sú kombinácie nôt, ktoré možno interpretovať ako akordy. Akordy hrané za sebou podľa neho vytvárajú hudbu.
Temple sa neskôr rozhodol z týchto zvukov urobiť hudbu.Poznamenal, že je veľký rozdiel medzi tým, čo je melódia, a len vyslovenými údajmi. Používanie zvuku na reprezentáciu údajov je empirický a vedecký prístup. Hudobné „noty“ založené na DNA môžu byť pre ľudské ucho melodické, ale neznejú ako pieseň, ktorá hrá v rádiu.
Takže keď sa pokúsil spracovať RNAkoronavírusu, pridal vrstvu bicích a gitaru a jeho kamaráti muzikanti to nadabovali svojou vlastnou hudbou, aby premenili vírus na plnohodnotnú rockovú hudbu.
Takýchto prístupov zatiaľ nie je veľa.nasledovníkov, no vedci dúfajú, že takýto nezvyčajný prístup k transformácii dát pritiahne k vedeckým aktivitám viac školákov a mladých odborníkov.
Čítaj viac
Gravitácia a temná hmota neexistujú: hlavná vec novej práce fyzikov
Vo vesmíre sa deje niečo zvláštne: ako vysvetliť nezrovnalosti v Hubblovej konštante
Prečo vlastne chcú zrušiť bolonský systém vzdelávania v Rusku