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        基因探索 | DNA也會玩音樂?科學家用音樂解開遺傳基因密碼

        獵蹤 2021-10-05 12:57:16

        ???????????

        DNA演奏的音樂好聽嗎?

        旋律是怎樣創作出來的?

        這樣的音樂有什么作用呢?

        這樣一段DNA旋律是怎樣創作出來的呢?

        澳大利亞西悉尼大學分子生物學教授馬克·坦普爾

        旋律的制作者是澳大利亞西悉尼大學分子生物學教授馬克·坦普爾(Mark Temple),他解釋說:“我一直在研究分子生物學,同時也對音樂感興趣,曾與悉尼流行樂隊‘蜂鳥’一起玩過音樂。以前,沒有人會把DNA音樂聯系起來,但是我最近意識到可以使用DNA序列來創作音樂?!?/p>

        這種把DNA序列當做是隨機的音符,制成動聽的音樂的獨特創作方式叫做超聲處理。最近,坦普爾設計了一個工具,可以將DNA序列轉換成音頻,并在《BMC生物信息學雜志》上發表了一篇名為《一個解碼DNA序列的音頻工具》的研究論文。

        部分DNA序列圖

        DNA是我們身體中蛋白質生產的模板,DNA序列僅由四個核苷酸(G,A,T或C.)構成,它們以各種組合排列,重復循環著連成一條叫做基因的長鏈條。所以,許多基因在同一個物種內是相同的;也就是說,人與人之間、或者病毒和病毒之間,有些基因結構是共通的。

        鐮刀型細胞貧血癥中的鐮刀狀紅細胞

        但有,有時候某些核苷酸也會不安分,生成不同尋常的DNA序列,這就是所謂的基因突變,它可能會使人體或微生物產生問題;例如,血紅蛋白β鏈中的谷氨酸發生突變,被纈氨酸所替代,導致紅細胞變成鐮刀型,造成鐮刀型細胞貧血癥。

        有了DNA音頻,我們可以利用音符來找出DNA序列中出現的基因突變,因為突變會引起DNA序列重復,從而反應到音頻上,產生非常明顯的聲音變化。




        遺傳密碼對應的氨基酸示意圖

        當然,在實際的生物學中,DNA序列比這復雜得多,真正的DNA序列還包括遺傳密碼。一個遺傳密碼由G,A,T或C.四個核苷酸中的三個任意組合,共同“搭建”一個DNA信息站,每個密碼對應蛋白質中的一個“氨基酸”單位。在本質上,遺傳密碼標志著基因的起點和終點,而在音頻中,這些密碼則用于“指揮”音樂的開始和結束。

        上面的DNA序列音頻都是由一個“樂器”演奏。那么,一段用超音處理的真實DNA音頻會悅耳嗎?

        我們也來看看“樂譜”吧。

        人類Ras DNA序列的第一個外顯遺傳密碼,一個對于細胞間信息傳遞和人類疾病非常重要的基因:

        人類RAS序列

        注:外顯子是基因的一部分,它在基因重組后仍會被保存下來,并可在蛋白質生成過程中被轉化為蛋白質

        從前,科學家嚴重依賴于用眼睛看來解開這些DNA序列的秘密,當然單獨的超聲處理并不能完全替代目視,但它可以起到補充作用。

        對于非生物學家而言,把DNA用音樂的方式表現出來,既直觀又有趣,對于我們了解DNA序列的表達和突變非常有幫助;而對于科學家來說,DNA音頻可以細致到每一個核苷酸,和某些發生突變的核苷酸的具體位置,幫助他們更好地研究基因的運作。

        版權說明:讀酷科學內幕

        圖文消息來自網絡

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