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鳥兒是如何出生的？

admin 愛(ài)問(wèn)日?qǐng)?bào) 2017-08-16 06:13:21

8用音樂(lè)解密基因編碼

#由于原文中音頻和圖片均不能再使用，因此以鏈接形式給出。

我研究分子生物學(xué)已經(jīng)很多年了。我也非常熱愛(ài)音樂(lè)，跟悉尼的流行樂(lè)隊(duì)蜂鳥一起玩過(guò)。一般來(lái)說(shuō)這兩種追求之間沒(méi)有多少重合之處，但我最近發(fā)現(xiàn)可以利用DNA序列創(chuàng)造音樂(lè)。

這被稱為可聽(tīng)化。這樣做的人們通常將DNA序列看成隨機(jī)模式，創(chuàng)造好聽(tīng)的音樂(lè)。但如果我們使用音符發(fā)現(xiàn)某些關(guān)于DNA序列的有用信息又如何呢？就像是哪些地方發(fā)生了突變？

所以我開始編碼，設(shè)計(jì)了一種工具將DNA序列轉(zhuǎn)換為音頻流。這一研究成果已發(fā)表在英國(guó)醫(yī)學(xué)委員會(huì)生物信息雜志上。

用音樂(lè)解密基因編碼

聽(tīng)出差異

DNA是蛋白質(zhì)合成的模板。DNA序列是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的連續(xù)鏈，由四種基本化學(xué)物組成，即G、A、T以及C。它們以不同的模式進(jìn)行復(fù)制形成基因。一個(gè)物種中很多基因的順序都是一樣的。

但某些時(shí)候序列中的某個(gè)基本化學(xué)物會(huì)與一般的模式不同，這就是突變，這就會(huì)為人類或者微生物造成問(wèn)題。

在我的在線音頻工具中，任何重復(fù)性DNA序列中突變引起的變化都會(huì)被明顯地聽(tīng)出來(lái)。

為了讓你能直觀地明白我在說(shuō)什么，下面是我的在線音頻工具中一個(gè)由一系列的G組成的人造測(cè)試DNA序列：

人造測(cè)試DNA GGG序列

相對(duì)的，下面是一個(gè)包含突變的人造測(cè)試DNA序列：

含突變的人造測(cè)試DNA序列

在這個(gè)自然DNA序列中，在大約13秒的時(shí)候重復(fù)音調(diào)中有一個(gè)變化表明序列中那個(gè)位置有一個(gè)微小的變化(突變)：

重復(fù)DNA

編碼密碼子

在實(shí)際中當(dāng)然DNA序列比這更加復(fù)雜。首先，真實(shí)的DNA序列包含密碼子。密碼子是一個(gè)三基本元序列聯(lián)合起來(lái)形成的DNA信息單元。一個(gè)密碼子引導(dǎo)一個(gè)蛋白質(zhì)的基本單元，即氨基酸。在自然界中，特定密碼子標(biāo)記基因的起點(diǎn)和終點(diǎn)。在我的方法中，這些特殊密碼子被用于開始和終止音頻。

我并不打算讓你聽(tīng)到一個(gè)音符就將其關(guān)聯(lián)到特定的密碼子，但整個(gè)音頻卻具有潛在序列的特性(正如你在例子中聽(tīng)到的那樣)。
例如，編碼一種蛋白質(zhì)的一段人類DNA序列(對(duì)于專業(yè)蛋友而言，這就是大鼠肉瘤RAS蛋白質(zhì)，在癌癥中常有涉及)。下面是以傳統(tǒng)的書寫形式表達(dá)出來(lái)的：

這一序列表示了人類RAS DNA序列的首個(gè)外顯子

下面是在我的在線音頻工具中聽(tīng)起來(lái)的樣子：

人類RAS cDNA

最后，當(dāng)我“可聽(tīng)化”某些編碼細(xì)胞重要RNA組分(不是蛋白質(zhì))的序列時(shí)，你能聽(tīng)到一段時(shí)間的靜音，點(diǎn)綴著打擊聲，所以你能聽(tīng)到哪里是停止密碼子。

通常，科學(xué)家們嚴(yán)重依賴于DNA序列的外觀檢查來(lái)揭開它們的秘密?？陕?tīng)化并不是要取代外觀檢查，而是作為一種補(bǔ)充。
希望聆聽(tīng)由DNA衍生來(lái)的音頻能幫助科學(xué)家更好地理解細(xì)胞生物學(xué)。

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