Звуки ДНК і рок-музика від коронавірусу - все це вчені змогли зафіксувати, і тепер вони можуть це слухатибудь-який
Музика із ДНК. Як це можливо?
Марк Темпл, медичний молекулярний біолог,досліджував нові ліки для лікування раку: витягував ДНК із клітин, поміщав її у маленькі пробірки, а потім додавав ліки, щоб подивитися, як вони взаємодіють.
Перш ніж вводити препарат, він переглядавкомбінації ДНК на екрані, щоб зрозуміти, що може найкраще підійти для експерименту. Але це тривалий процес. Тому Темпл поставив питання, чи є більш простий спосіб виявити потрібні закономірності в ДНК.
«Я зрозумів, що хочу почути як звучить послідовність даних. Комбінація зображення та звуку – це потужний інструмент для аналізу інформації», – заявив Темпл.
Він створив свою власну систему, за якоюпривласнював ноти різним елементам ДНК. Людський геном складається з чотирьох різних підстав, тому було легко почати з чотирьох нот – у результаті вийшла невелика мелодія на основі матеріалів із пробірки. За його словами, цей трюк справді допоміг краще виявляти закономірності у послідовностях та ефективніше вибирати, які комбінації ДНК використовувати.
Хтось ще перетворював дані ДНК на звук?
Так, Темпл не перший, хто приходить до цього.За останні 40 років дослідники використовували цей трюк для виявлення закономірностей в ДНК, а пізніше стали використовувати його в самих різних цілях.
Деякі вчені перетворюють такі звуки на пісні,які, за їхніми словами, можуть створювати терапевтичний ефект. Інші уявляють собі майбутнє, в якому звуки можна змінити та переробити для створення нових даних.
Перші експерименти, під час яких вченіперетворювали біологічні дані на звук, почалися на початку 1980-х років. У США Девід Дімер, який сьогодні є інженером у Каліфорнійському університеті, заявив, що розмовляв з другом, коли вперше зауважив, що три з чотирьох підстав ДНК відповідають першим літерам музичних нот: A, G та С («до», «сіль» та "ля", відповідно).
Він почав грати ноти на піаніно та з'ясував, щодеякі з цих комбінацій насправді є два акорди в музичній гамі. Пізніше він зібрав пару колег і написав на основі цієї мелодії. В результаті вийшла касета під назвою DNA Suite. На ній був 30-хвилинний запис музики, заснований на гені людського інсуліну та деяких послідовностях бактеріальної ДНК.
Також композиторСтюарт Мітчелл заснував стартап Your DNA Song, який використовуєМетод обробки звуку для перетворення генетичної інформації людини в персоналізовану мелодію.Таким чином, наукове співтовариство прийшло до висновку, що така обробка може використовуватися в абсолютно різних цілях.
Навіщо робити з даних музику, чим корисно?
Темпл після свого першого експерименту створив власне алгоритмічне програмне забезпечення, яке робитьЗа його словами, отримана музика може бути використана для вдосконалення наукових досліджень.
«Іноді у нас є тисячі одиниць даних, які важко обробити.Але якщо ви зробите з цього звук, ви зможете проаналізувати їх зовсім по-іншому", - сказав Темпл.
Він розповів про дослідження, під час якоговчені успішно використовували звукові сигнали електрокардіографії для діагностики серцевих захворювань: досвідчені кардіологи могли виявляти аномалії з 78-відсотковою точністю після короткого навчання техніки обробки ультразвуком.
Як зробити із ДНК звук?
Метод Темпла полягає в тому, що кожній окремій основі ДНК або чотирьом будівельним блокам людського геному — A, C, T, G — присвоюється примітка.Потім, вам потрібно взяти наступну пару основ і зіставити її з рештою набору.
Далі Темпл бере триплети підстав, які вДНК відповідають за перетворення амінокислот, і також зіставляє їх із нотами. В результаті виходять поєднання нот, які можна інтерпретувати як акорди. За його словами, зіграні послідовно акорди створюють музику.
Пізніше Темпл вирішив зробити із цих звуків музику.Він зазначив, що є велика різниця в тому, що таке мелодія та просто озвучені дані. Якщо використовувати звук для представлення даних, це емпіричний і науковий підхід. Музичні ноти на основі ДНК можуть бути мелодійними для людського вуха, але вони не звучать як пісня, яка грає по радіо.
Тому, коли він спробував обробити РНКкоронавірусу ультразвуком, то додав шар барабанів та гітару, а його друзі-музики наклали на це свою власну музику, щоб перетворити вірус на повноцінну рок-музику.
Поки що такі підходи не мають великої кількостіпослідовників, але вчені сподіваються, що такий незвичайний підхід до перетворення даних приверне до наукової діяльності більше школярів та молодих фахівців.
Читати далі
Гравітації та темної матерії не існує: головне про нову роботу фізиків
У Всесвіті відбувається щось дивне: як пояснити нестиковки у постійній Хаббла
Чому Болонську систему освіти хочуть скасовувати в Росії насправді