在KTV對朋友調(diào)侃道：“五音不全的你還非得做麥霸，哪兒來的自信！？”，誰知他卻更加來勁兒地說：“骨子里來的！”。一直很佩服他這種“不要臉”的娛樂精神，后來發(fā)現(xiàn)他這種來自骨子里的自信不無道理，因為這自信來自基因。

我們知道DNA序列是由四個簡單的字母AGCT(U)組成，1953年沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的結(jié)構(gòu)，隨后基因測序技術(shù)實現(xiàn)了基因序列的可視化 (測序發(fā)展史：150年的風(fēng)雨歷程)。后來科學(xué)家在分析中想要突出顯示某些關(guān)鍵元素，于是又開發(fā)了眾多序列分析工具，利用顏色、字體或覆蓋其他類型的信息來進一步實現(xiàn)可視化 (基因組瀏覽器是一個重要的可視化工具)。現(xiàn)在又為我們創(chuàng)造了另一種可能：音頻！

2017年4月澳大利亞悉尼大學(xué)分子生物學(xué)家（兼職鼓手）Mark Templet在BMC Bioinformatics上發(fā)表了一篇關(guān)于“DNA聽覺顯示器”的工具DNA_SONIFICATION，能實現(xiàn)DNA序列的輸入和音頻輸出。

該工具可以通過網(wǎng)站http://dnasonification.org/ 在線獲得，給定一條DNA序列，它會將序列中的A、C、G、T轉(zhuǎn)換為虛擬鋼琴、吉他和風(fēng)琴演奏的音符。在上傳序列之后，用戶可以精確地選擇如何完成“音樂轉(zhuǎn)錄”。作者提出了六種算法，這些算法在邏輯上從簡單到復(fù)雜。其中三種算法是將單個核苷酸，核苷酸對或密碼子解析成音符，分別產(chǎn)生4、16或64個音符。密碼子也可以相對于遺傳密碼簡并解析成20個音符，正如遺傳密碼將64個密碼子映射到20個氨基酸一樣。最后，核苷酸對可以被解析為兩個獨立的幀，或者密碼子可以被解析為三個讀取幀，從而產(chǎn)生多個音頻流。

AlgorithmDNA motif sizeStep range (notes)Number of audio frames (instruments)Silence on STOP codon Restart on START codonSonify occurrence of STOP/START

Reading frame codons	3 bp	20	3	optional	optional
Protein sequence	3 bp	20	1	no	optional
Tri-nucleotides	3 bp	64	1	no	optional
Di-nucleotide pairs	2 bp	16	2	no	no
Di-nucleotides	2 bp	16	1	no	no
Mono-nucleotides	1 bp	4	1	no	no

試想一下，當(dāng)你在使用基因組瀏覽器來查看關(guān)鍵序列的時候，配上其對應(yīng)的伴奏音樂，并且用戶還能選擇自己喜歡的音樂風(fēng)格，這也許有助于我們對DNA序列的視覺理解。Temple確實聯(lián)系了UCSC基因組瀏覽器開發(fā)團隊，但因為這個音樂的分析意義不明確而被婉拒。

Temple提到，對于重復(fù)元素我們可能很難通過眼睛辨別其中細微的變化。在此作者列舉了人類端粒的序列（真核生物染色體末端的一段高度重復(fù)序列），最開始 “聲化”的序列聽起來平淡且重復(fù)，但是直到它到達單堿基插入位點，此時音樂突然轉(zhuǎn)變，好像音樂家受到了啟發(fā)。

另外Temple通過一次播放所有三個閱讀框架，并且聲音突出啟動和終止密碼子，從而增加了一層分析價值。

src="https://v.qq.com/x/page/j0787nuob11.html" width="1000" height="498">

除了Temple還有其他研究人員也編寫過將DNA序列轉(zhuǎn)換為音頻的算法，并且現(xiàn)在有很多音樂創(chuàng)作者已應(yīng)用這種算法將序列轉(zhuǎn)換成了極富創(chuàng)造性的音樂作品。

極致交響曲

將DNA聲化用于音樂創(chuàng)作并做到極致的莫屬于芬蘭。芬蘭是一個內(nèi)部反差強烈、追求極致的國度，四季與自然是如此，在這種環(huán)境下生活的芬蘭人更是如此。2017年芬蘭獨立100周年之際，芬蘭旅游局組織了多名遺傳學(xué)家、科技人士、音樂人、創(chuàng)意人，用芬蘭人的DNA譜寫了一支震撼的交響曲（The Symphony of Extremes），以此彰顯芬蘭的文化精髓。

項目第一階段是提取DNA，志愿者來自芬蘭北部極端環(huán)境下生活的普通人：在拉普蘭荒野地區(qū)與十幾只狗一同生活的女孩 Tinja Myllykangas，杰出的女性極限潛水員 Johanna Nordblad，在芬蘭偏遠群島生活的一群孩子。前期工作由來自赫爾辛基大學(xué)遺傳學(xué)教授P?ivi Onkamo，芬蘭分子醫(yī)學(xué)研究所（FIMM）Jaana Saarela完成。P?ivi Onkamo專注于芬蘭歷史傳統(tǒng)中的DNA，Jaana Saarela則負責(zé)DNA樣本的收集和分析工作。

下一階段則是聚焦音樂作品和創(chuàng)作，需要將提取的DNA轉(zhuǎn)譯成音符，這項工作由坦佩雷大學(xué)的訪問教授Jonathan Middleton完成，他開發(fā)了一套將DNA堿基對轉(zhuǎn)譯為聲音的程序；最后由重金屬樂隊Apocalyptica成員Eicca Toppinen主要負責(zé)將轉(zhuǎn)譯后的DNA音符二次創(chuàng)作成最終的音樂作品。

src="https://v.qq.com/x/page/o07866zm5l9.html" width="1000" height="498">

一個是理性的科學(xué)王國，一個是風(fēng)情萬種的藝術(shù)世界，兩者在山下分了路，又在山頂會合。期待科學(xué)與藝術(shù)能碰撞出更多火花！

Reference：

http://blogs.nature.com/naturejobs/2017/07/17/the-sound-of-dna/
https://bmcbioinformatics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12859-017-1632-x
http://dnasonification.org/
http://www.blabbermouth.net/news/apocalyptica-creates-music-from-finnish-dna-the-symphony-of-extremes-video-premiere/
https://www.visitfinland.com/symphonyofextremes/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的你的DNA都会玩摇滚了，你却还是个音痴的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。