Музыка генома: перевод последовательностей ДНК в музыку на примере гена PLP-III растения Lotus japonicus
Введение
Идея преобразования генетической информации в музыкальные структуры — это необычное сочетание науки и искусства. Генетический код, лежащий в основе биологической жизни, можно «озвучить», переводя нуклеотидные и аминокислотные последовательности в ноты, аккорды и ритмические рисунки. Такой подход открывает новые способы визуализации и восприятия молекулярной информации — мы можем буквально «услышать» структуру гена.
В данном проекте в музыкальную форму был переведён конкретный участок генома растения Lotus japonicus, отвечающий за синтез белка phosphatidylinositol transfer-like protein III (PLP-III). Ниже описано, что именно было взято для генерации музыки и каким образом это связано с биологией.
Что именно переведено в музыку
В основу музыкальной композиции легла аминокислотная последовательность белка, кодируемого растением Lotus japonicus.
Исходные данные:
- Объект: растение Lotus japonicus (лотос японский)
- Ген: PLP-III
- Продукт гена: phosphatidylinositol transfer-like protein III — белок, структурно похожий на белки, переносящие фосфатидилинозитол
- Тип данных: mRNA последовательность, из которой можно получить аминокислотную последовательность белка
- Источник генетического кода:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/AF367433.1
Был использован официальный референсный фрагмент мРНК (messenger RNA — матричная РНК). Это та молекула, которая «считывается» рибосомой и превращается в цепь аминокислот, формирующую белок.
В музыкальном произведении вы слушаете мелодию, созданную на основе сборки аминокислотной последовательности белка PLP-III.
Что представляет собой ген PLP-III
Ген PLP-III кодирует белок, относящийся к группе phosphatidylinositol transfer-like proteins. Эти белки играют важную роль в:
- переносе липидных молекул внутри клетки,
- поддержании структуры мембран,
- передаче сигнальных липидов между органеллами.
Для растений семейства Fabaceae, к которым относится Lotus japonicus, эти белки важны в процессах роста и адаптации.
Как происходит перевод гена в музыку
Процесс «озвучивания» генетического фрагмента включает несколько этапов:
1. Получение биологической последовательности
Из базы NCBI берётся нуклеотидная последовательность мРНК гена PLP-III.
2. Трансляция мРНК → аминокислотная последовательность
Каждый триплет нуклеотидов (кодон) соответствует одной аминокислоте.
Из мРНК формируется последовательность из 20 возможных аминокислот.
3. Назначение музыкальных значений
Каждой аминокислоте приписывается:
- определённая нота,
- интервал,
- тембр,
- или ритмическая единица.
Например:
- Гидрофобные аминокислоты могут соответствовать низким нотам,
- Заряженные — высоким,
- Ароматические — аккордам.
Таким образом биологическая структура превращается в музыкическую.
4. Формирование композиции
Готовая мелодия отражает:
- повторяющиеся мотивы кодонов,
- смену структуры белка,
- разнообразие аминокислот,
- динамику последовательности.
Результат — уникальная музыкальная «подпись» данного гена.
Почему ген PLP-III был выбран для проекта
Ген PLP-III интересен по нескольким причинам:
- он кодирует белок со сложной, богатой структурой,
- последовательность аминокислот достаточно разнообразна для музыкальной интерпретации,
- Lotus japonicus — модельный организм в ботанике, что упрощает доступ к качественным данным,
- белки семейства PLP участвуют в важных клеточных функциях, что делает тему научно значимой.
Благодаря этому музыкальный образ получается насыщенным, ритмически вариативным и научно содержательным.
Заключение
Проект «Музыка генома проект адарис» демонстрирует, как биоинформатика может соединяться с искусством. На примере гена PLP-III растения Lotus japonicus мы слышим не просто набор звуков, а музыкальную интерпретацию структуры белка, созданную на основе реальной генетической информации.
Это не только эстетический эксперимент, но и способ по-новому взглянуть на биологические данные, ощутить их динамику и закономерности через звук.
Комментариев нет