Кислоты и белки играют геном на фортепьяно
Уроки игры на фортепьяно в юные годы не проходят бесследно, даже в том случае, если ребёнок, в то время, когда вырос, стал экспертом по молекулярной генетике. Мы не уверены, как такое детское увлечение поспособствует формированию биологии, но оно может создать проект на стыке искусства и науки.
Не верите? Послушайте.
Как вам, например, вот данный музыкальный фрагмент (MIDI-файл)?
Да, не то дабы весьма уж мелодично, но диссонанса никакого нет. А в некоторых местах попадаются очень гармоничные сочетания аккордов. Полагаете — это произведение начинающего композитора либо чей-то «концептуальный» трек? Не предугадали.
Это музыкальное представление генетического кода, задающего синтез человеческого белка — цитохрома C (cytochrome C), переносчика электронов в дыхательной цепи.
Эта «фишка» — только один из результатов громадного проекта Gene2Music — выполненного аспирантом Ри Такахаси (Rie Takahashi), её начальником, доктором наук Джеффри Миллером (Jeffrey Miller), при содействии Фрэнка Петита (Frank Pettit). Все — из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA).
Авторы генетической музыки: Такахаси, Петит и Миллер (фотографии Gene2Music).
Затевая проект, его авторы думали вовсе не об мастерстве. Либо не об мастерстве прежде всего.
Они были вдохновлены слепым аспирантом метеорологии из Корнелла, что придумал метод чтения карт погоды, преобразовав их цвета в диапазон музыкальных тонов.
Ри и Джеффри поразмыслили — может ли что-то подобное оказать помощь человеку (не имеет значения, зрячему либо со не сильный зрением) визуализировать белки, каковые составлены из аминокислот, закодированных «буковками» ДНК в гене? «Мы желали уйти от двумерного графического представления генетических кодов, добавив им новое измерение — звук», — говорит Такахаси.
Изучив историю вопроса, они осознали, что пришли к таковой идее не первыми. Подобные проекты появлялись ещё в начале 1980-х.
Но почему-то не стали распространены ни в качестве «научного» инструмента, ни в роли необычного направления в мастерстве.
Может, тому обстоятельством были методы перевода генетического кода в музыку? В ранних проектах использовали практически буквальный перевод последовательности нуклеотидов в ноты.
С учётом определённых сочетаний соседних генетических букв (AA, к примеру) авторам получалось задать соответствие последовательности из всего 4 различных типов нуклеотидов — семи либо восьми (с учётом «до» следующей октавы) нотам.
Чуть ли таковой прямолинейный подход годился для мелодичной музыки, но появлялись неожиданные результаты. Так, некоторый исследователь, перекодировав в обратную сторону по собственной совокупности один из ноктюрнов Шопена, отыскал в нём фрагмент, соответствующий одному из фрагментов ДНК мыши.
Что ж, при великом разнообразии генетических кодов находка для того чтобы фрагментарного соответствия не столь уж немыслима.
Было ещё пара работ, где в музыку, так или иначе, превращали биологические образцы либо процессы (как-то для этого снимали лазером вибрацию молекул). Но Такахаси и Миллер полагали, что смогут отыскать уникальный подход, что не только создаст гармоничную музыку генов, но и понадобится в научных изучениях.
Для тех, кому лень искать ноты с музыкой генов, приводим одно из произведений, подсмотренных у природы (иллюстрация Gene2Music).
И они придумали: перекладывать на музыку нужно не сам генетический код, а последовательность аминокислот, каковые он кодирует. Американские новаторы нашли метод преобразовать каждую из 20 стандартных аминокислот, из которых выстроены все белки, в аккорды фортепьяно.
К примеру, гидрофильным аминокислотам они прописали аккорды в более высоком ключе, тогда как гидрофобные аминокислоты «зазвучали» ниже. Так, подобные по особенностям аминокислоты были сходны и на слух.
Длительность аккорда определялась распространённостью кодона данной аминокислоты (кодон — это последовательность трёх нуклеотидов; любая аминокислота закодирована 1-6 кодонами) в коде данного организма (число повторов на тысячу кодонов). Это разрешило задать ритм, талантливый кое-что поведать эксперту о структуре белка.
Помимо этого, в отличие от сходных прошлых проектов, авторы Gene2Music ограничили получающиеся аккорды 1,5 октавами, сведя 20 аминокислот к 13 (кое-какие родные по особенностям были объединены).
А вот ещё один музыкальный фрагмент (иллюстрация Gene2Music).
Всё совместно это разрешило получить от генетического кода более гармоничную на слух музыку, что серьёзно отличает её от работ предшественников.
Но прекрасно, музыка оказалась, а как по поводу научной составляющей?
Согласно точки зрения Такахаси, слушание белков полезно для развития интуитивного ощущения некоторых закономерностей в генетических последовательностях. Исследовательница поясняет: «В то время, когда вы слушаете это подолгу, вы начинаете слышать мелодию либо основную тему, являющуюся результатом повторов кода».
Вот как авторы совокупности пишут об этом на примере: «Заболевание Хантингтона — частный случай нарушения повторения триплетов, при котором расширение повторной последовательности глутамина заставляет белок терять собственную функцию. Это ведет к неврологическому расстройству.
В музыке кода белка хантингтина, виновного в данной заболевании, возможно услышать явный повторный пример аккордов глутаминов и полипролинов».
Кстати, целый комплект музыкальных фрагментов, отражающих всяческие коды белков гемоглобина, факторов транскрипции, белков, участвующих в работе иммунной совокупности и тому аналогичного, вы имеете возможность обнаружить данной странице. В том месте же возможно найти нотные записи, в случае если кто-то из вас внезапно захочет сыграть на фортепьяно фактор транскрипции CTCF и другие художественные вещи (сомневаетесь – попытайтесь сами).
Пересечения искусства и генетики возможно отыскать сейчас во множестве мест. То начнут реализовывать картины с рисунком кода обладателя, то ещё что-нибудь придумают.
А пару дней назад токийская компания Ko-sin Printing создала процесс внедрения ДНК конкретного человека в краску либо чернила — желаете написать картину либо отпечатать автобиографию с собственными ДНК в каждой капле? (иллюстрация с сайта pinktentacle.com).
Вероятно ещё, что данный проект окажет помощь студентам со не сильный зрением осмыслить молекулярную генетику. Не смотря на то, что до тех пор пока авторы проекта не проигрывали собственную музыку слепым.
Так что о действенности возможности и такого метода обучения мгновенного узнавания всех генетических кодов на слух, подобно тому, как человек просматривает их в виде комплекта латинских букв — остаётся только предпологать.
Но основное, как говорит Такахаси, использование Gene2Music – это популяризация столь сложной области науки, как генетика. «Музыка — знакомая каждому территория», — отмечает исследовательница.
Ри применяла эту музыку, дабы растолковать главные понятия генетики собственному учителю фортепьяно, и говорит, что ему понравился таковой урок. Музыка генов показалась ему более мелодичной, чем он ожидал.
Так что он имел возможность бы смело назвать Такахаси одной из самых гениальных собственных учениц. Бесплатно, что отправилась она не в музыканты, а в генетики.
