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蛋白質音樂,好聽嗎?

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以蛋白質譜出的樂章

生物構造是由許許多多的蛋白質構成,而蛋白質本身則是由一個個胺基酸所組成的長鏈,蛋白質的排列組合順序,則由基因序列決定。同樣地,音樂也是由一個個音符串接起來,順序由樂譜決定。於是一些有音樂底子的科學家就利用這個相似點,將蛋白質轉化為一段樂曲。當然,這不是一個蘿蔔一個坑那麼簡單:組成人體蛋白質的胺基酸共有20種,如果只是隨意將一種胺基酸對應一種音符,得到的音樂將毫無章法,也不悅耳。於是科學家就依據胺基酸親水 (表示這種胺基酸易溶於水) 或親油 (表示這種胺基酸不易溶於水,但易溶於油) 以及帶電或不帶電等特性分門別類,並縮小對應範圍,使樂曲更有一體感。在最後譜曲過程,更需要調整音長並在適當位置加入休止符,增加作品的音樂性。由於不同譜曲者會設計不同的轉化公式,最後也會進行獨特的修飾,所以即使是同一個蛋白質,最後也可能變幻出完全不同的曲調,增添不少趣味性。

看不懂?用聽的!

或許有人聽了蛋白質音樂後會感到納悶,體會不出究竟有何涵義。但現在已經有教師利用蛋白質音樂幫助學生更了解胺基酸組成對蛋白質的意義,同時又能增加學習樂趣。其實蛋白質用聽的可能會比用看的清楚,因為胺基酸序列一股腦攤在眼前,通常只會感到一陣眼花繚亂;但是轉換為音樂後,反而更能透過曲風和曲調分辨細微差異。舉例來說,原生於紐西蘭的喙頭蜥 (tuatara) 是一種非常古老的生物,從2億年前延續到現在,被認為是活化石。喙頭蜥的乙型血球蛋白被發現與人類的乙型血球蛋白之基本功能相同,但是胺基酸序列有些不同。聽聽這兩種蛋白質的旋律,將能感受到2億年前與現今的對比,體會物種的進化;而且完全不需要生物或遺傳知識,單單讓音樂自然沁入心中就會有感觸。

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延伸閱讀:聽,塵埃的聲音

欣賞創造都歡迎

在網路上有許多地方可欣賞蛋白質音樂,而以Algorithmic Arts(註1)和Gene2Music(註2)這兩個網站集最大成。有些網站更提供蛋白質音樂創作園地,操作過程也相當簡單,只要將基因或蛋白質序列複製,貼在網頁相對應的欄位再依照自己喜好設定參數,按下確定鈕即可完成。這時大家心中浮現的問題應該是:「基因/蛋白質序列要從哪裡來?」,所幸美國國家衛生研究院 (National Institutes of Health, NIH) 已經意識到如此的需求,只要到NIH的基因資料庫 (GenBank)(註3) 或蛋白質資料庫 (Protein)(註4) 輸入自己有興趣的基因或蛋白質的英文名稱,就應該能找到該基因或蛋白質在人類和很多其他物種的序列。有空不妨自己動手將基因/蛋白質轉換成音樂看看,說不定可以從中得到生活和工作的靈感也說不定!

你,準備好一起聆聽生命的奧妙了嗎?

參考文獻
1.Algorithmic Arts: http://algoart.com
2.Gene2Music: http://www.mimg.ucla.edu/faculty/miller_jh/gene2music/home.html
3.GenBank: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/
4.NCBI Protein Database: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/

圖片來源:
https://zh.wikipedia.org/wiki/

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