DNA也會玩音樂？科學家用音樂解開遺傳基因密碼

DNA演奏的音樂好聽嗎？

旋律是怎樣創作出來的？

這樣的音樂有什麼作用呢？

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

旋律的製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音樂聯繫起來，但是我最近意識到可以使用DNA序列來創作音樂。」

這種把DNA序列當做是隨機的音符，製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，並在《BMC生物信息學雜誌》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，重複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。

鐮刀型細胞貧血症中的鐮刀狀紅細胞

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症。

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序列重複，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序列比這複雜得多，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，遺傳密碼標誌著基因的起點和終點，而在音頻中，這些密碼則用於「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。那麼，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，一個對於細胞間信息傳遞和人類疾病非常重要的基因：

人類RAS序列

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

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

對於非生物學家而言，把DNA用音樂的方式表現出來，既直觀又有趣，對於我們了解DNA序列的表達和突變非常有幫助；而對於科學家來說，DNA音頻可以細緻到每一個核苷酸，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。

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