一种基于遗传信息演奏音乐的方法

一种基于遗传信息演奏音乐的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于遗传信息演奏音乐的方法，其包括步骤：a）获得生物体遗传信息；b）将遗传信息转换成电子乐谱；c）将电子乐谱提供给音乐演奏执行装置；d）音乐演奏执行装置按照电子乐谱演奏音乐。本发明的方法不依赖于作者的创作思维，而是基于生物体的遗传信息，使得有可能提供专属于生物体自己的个性化音乐。
【专利说明】 一种基于遗传信息演奏音乐的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子【技术领域】，具体而言音乐领域，特别涉及一种基于遗传信息演奏音乐的方法。
【背景技术】
[0002]音乐是一种采用有组织的音构成的听觉意象的艺术形式。通常，音乐作品都是经过作曲家精心思考创作出来的。无论是简单的歌曲，还是规模宏大的交响乐，都依赖于作者的创作思维。
[0003]遗传信息是指生物由亲代传递给子代、或各细胞每次分裂时由母细胞传递给子细胞的信息，即碱基对的排列顺序(或DNA分子的核苷酸排列顺序)。人类基因组含有约31.6亿个DNA碱基对，其中一部分碱基对组成了大约20000到45000个基因。世界上没有两个人拥有完全相同的遗传信息。就像世界上没有两首完全相同的音乐一样。换言之，每个人的遗传信息都是特别的且唯一的。
[0004]核苷酸是一类由碱基、核糖(或脱氧核糖)以及磷酸三种物质组成的化合物。核苷酸彼此之间通过磷酸二酯键串联在一起而形成核酸(DNA或RNA)。在DNA (脱氧核糖核酸)的语言中，有四个符号:A (腺嘌呤或腺嘌呤核苷酸)、T (胸腺嘧啶或胸腺嘧啶核苷酸)、C (胞嘧啶或胞嘧啶核苷酸)、G (鸟嘌呤或鸟嘌呤核苷酸)。如果指RNA时，这四个符号是A (腺嘌呤或腺嘌呤核苷酸)、U (尿嘧啶或尿嘧啶核苷酸)、C (胞嘧啶或胞嘧啶核苷酸)、G (鸟嘌呤或鸟嘌呤核苷酸)。区别仅在于T和U。这四种核苷酸交错排列彼此连接而形成核酸链，正是由于核苷酸排列顺序的不同才形成了多姿多彩的遗传信息。由于四种核苷酸彼此之间的差别仅在于碱基不同，因此人们有时也将核苷酸序列称为碱基序列。遗传信息就是由庞大的核苷酸序列信息所体现的。在整条核酸上有着不同的区域，其各有展现不同的功能。比如有些区域起到骨架作用；有些区域调控核酸的复制、转录；有些区域位于着丝粒，在有丝分裂中发挥着作用；那些能够最终被表达为蛋白质或肽的区域被称为外显子，又称表达序列。
[0005]外显子之所以能指导蛋白质或肽的表达，是因为碱基(或核苷酸)序列与氨基酸序列之间有着严格的对应关系。也就是说，碱基(或核苷酸)序列能决定蛋白质或肽的氨基酸序列。这种对应关系以“密码子”的形式体现。
[0006]遗传密码子是三联体密码，一个密码子由相邻的三个碱基(或核苷酸)组成。从理论上分析，碱基(或核苷酸)的组合为4的3次方，即64种密码子。由于有些氨基酸可以由几种不同的密码子来决定。因此，64种密码子可以分别编码20种氨基酸。这种对应关系的列表是本领域的公知常识，在分子生物学教科书中均可以找到。例如，起始密码子ATG对应着甲硫氨酸(Met) ；TTT和TTC对应着苯丙氨酸(Phe) ;CCA、CCT、CCC和CCG对应着脯氨酸(Pro)等等。当一条碱基(或核苷酸)序列确定之后，就可以按照这种对应关系而知晓蛋白质或肽中的氨基酸序列。

【发明内容】
[0007]因此，根据本发明的一方面，提供了一种演奏音乐的方法，其不依赖于作者的创作思维，而是基于生物体的遗传信息，使得有可能提供专属于生物体自己的个性化音乐。
[0008]本发明提供了一种基于遗传信息演奏音乐的方法，其包括步骤:
[0009]a)获得生物体遗传信息；
[0010]b )将遗传信息转换成电子乐谱；
[0011]c)将电子乐谱提供给音乐演奏执行装置；
[0012]d)音乐演奏执行装置按照电子乐谱演奏音乐。
[0013]在一些实施方式当中，生物体是指哺乳动物，优选人类。
[0014]在一些实施方式当中，可以通过本领域公知的任何手段获得生物体的遗传信息。例如,收集来自受试者的样本,例如血液、唾液、头发毛囊、皮屑、组织、细胞等任何含有遗传物质的样本；从样本中提取DNA或RNA ;采用本领域公知的测序方法(例如Sanger法、毛细管电泳、大规模平行签名测序MPSS、Polony测序、454焦磷酸测序、Illumina Solexa, ABISOLiD测序、离子半导体测序、DNA纳米球测序等)测定DNA或RNA的核苷酸序列，从而取得生物体的遗传信息。这种测序服务可以通过商业途径获得，非常便利快捷。
[0015]在另一些实施方式当中，还可以更简便地通过现有的数据库获得生物体的遗传信息，比如NCBI Genebank、EMBL、DDBJ、dbEST、GSDB等公共平台。从这些平台上可以直接查找、下载基因的具体序列信息。在一个具体的实施方式中，从NCBI Genebank上获得生物体的遗传信息。
[0016]在一些实施方式当中，遗传信息是指核苷酸序列(也可以称作碱基序列)；优选，夕卜显子的核苷酸序列。除非另有指明，核苷酸可以是核苷酸，也可以是脱氧核苷酸。
[0017]在一些实施方式当中，电子乐谱是适用于MIDI标准的乐谱。
[0018]在一些实施方式当中，所述音乐演奏执行装置包括:
[0019]电子乐谱接收装置，其接收电子乐谱，并将电子乐谱传输给电子乐谱提供装置；
[0020]电子乐谱提供装置，用于存储和提供电子乐谱；
[0021]显示装置，用于在屏幕上显示音乐演奏程序的操作界面；
[0022]输入装置，用于获得演奏操作输入；
[0023]音乐演奏处理装置，用于安装和执行所述音乐演奏程序；
[0024]音乐播放装置，用于合成来自所述音乐演奏处理装置根据电子乐谱所指定的声音，并输出声音。
[0025]在一个具体的实施方式中，音乐演奏执行装置是安装有播放程序的计算机，其中所述播放程序可以处理MIDI格式的文件。在一些实施方式当中，将遗传信息转换成电子乐谱是按照如下方式进行的:
[0026]将64个密码子按照能级进行排序，使64个密码子与音高相对应；
[0027]沿着核苷酸序列，将各密码子转换成对应的音高；沿着核苷酸序列按照5’至3’的方向转换，或者按照3’至5’的方向转换。
[0028]将音高以数字格式表示为电子乐谱。
[0029]在一些具体的实施方式当中，所述能级是指分子反应活性；在另一些实施方式中，能级是密码子-反密码子碱基堆积能。
[0030]根据本发明的另一方面，提供一种基于遗传信息演奏音乐的装置，其包括:[0031]遗传信息接收装置；
[0032]电子乐谱生成装置；和
[0033]音乐演奏执行装置。
[0034]在一些实施方式当中，遗传信息接收装置接收生物体的遗传信息；优选是核苷酸序列。电子乐谱生成装置将遗传信息转换成电子乐谱。音乐演奏执行装置按照乐谱演奏音乐。
[0035]在一些实施方式当中，音乐演奏执行装置包括:
[0036]电子乐谱接收装置，其接收电子乐谱，并将电子乐谱传输给电子乐谱提供装置；
[0037]电子乐谱提供装置，用于存储和提供电子乐谱；
[0038]显示装置，用于在屏幕上显示音乐演奏程序的操作界面；
[0039]输入装置，用于获得演奏操作输入；
[0040]音乐演奏处理装置，用于安装和执行所述音乐演奏程序；
[0041]音乐播放装置，用于合成来自所述音乐演奏处理装置根据电子乐谱所指定的声音，并输出声音。
[0042]在一些实施方式当中，遗传信息接收装置和电子乐谱生成装置与音乐演奏执行装置可以整合在同一台计算机中，也可以在不同的计算机中。在一个具体的实施方式当中，遗传信息接收装置和电子乐谱生成装置与音乐演奏执行装置整合在同一台计算机中。
【专利附图】

【附图说明】
[0043]图1:正常胰岛素α链的简谱。
[0044]图2:病理性胰岛素α链的简谱(箭头:突变位置)。
【具体实施方式】
[0045]术语:
[0046]核苷酸:一类由碱基、核糖(或脱氧核糖)、以及磷酸三种物质组成的化合物；核苷酸是核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)的基本组成单位。
[0047]脱氧核苷酸:脱氧核苷酸分子由碱基、脱氧核糖、磷酸组成；脱氧核苷酸是DNA的基本结构和功能单位。碱基:是指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要碱基略有不同，其重要区别是:DNA中是A、T (胸腺嘧啶)、C、G ;在RNA中是Α、U (尿嘧啶)、C、G。
[0048]氨基酸:含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，是蛋白质或肽的基本组成单位；生物体共有20种氨基酸；氨基酸彼此之间通过肽键连接，而形成各种长短不同、序列不同的蛋白质或肽。
[0049]外显子:外显子是基因的一部分，它在剪接后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列，又称表达序列。既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。
[0050]音高:音的高度。音的高低是由振动频率决定的，频率振动次数多则音高，反之则低。[0051]MIDI (Musical Instrument Digital interface,乐器数字界面)是一种能够自动通过电子设备回放声音或音乐的音乐文件，并且这种文件具有用于电子乐器间数据交换兼容性的国际标准。MIDI是20世纪80年代初为解决电声乐器之间的通信问题而提出的。其传输的不是声音信号，而是控制参数等指令。大部分电子乐器能够根据MIDI标准发送/接收数据。日常音乐生活中所用的乐器的音域一般不超过钢琴键盘中所列的88个音。而MIDI有128个音，上下都超出了钢琴的音域。这样的规定可以满足一般音乐创作的需要。这128个音高，编号是从O到127，由于用数字表示音高，给音乐家们带来了麻烦。因此一种较方便的音名表不法用C、D、E、F、G、A、B ；0-7表不八个八度;#和b表不升降,这样的话可以方便认识MIDI音符号。那么128个音高从C-2到G-8，以半音为间距，第60号音高是Middle-C0
[0052]实施例1:生物体遗传信息的获得
[0053]从公共数据库Genebank(http://www.ncb1.nlm.nih.gov/genbank)中获取例如正常的胰岛素α链(如SEQ ID N0.1所示)、病理性胰岛素α链(如SEQ ID N0.2所示)、SIRT1(如SEQ ID N0.3所示)的外显子核苷酸序列。
[0054]实施例2:密码子-反密码子配对堆积能
[0055]密码子和反密码子之间的结合影响蛋白质的翻译过程。此过程的速度并不是一成不变的，瞬间暂停的核糖体结合可能影响各种翻译伴随的生物活动，包括蛋白质靶向结合和折叠(Kramer等人，2009)。密码子-反密码子的结合过程是影响核糖体结合速度的因素(Plotkin等人，2011)。2000年有文献报道(石秀凡等人，2000)，将密码子-反密码子之间的碱基堆积能作为密码子-反密码子结合强度的一个标准，计算了 64个密码子与反密码子刚性结合的碱基堆积能(表I)。
[0056]表1:密码子的密码子-反密码子碱基堆积能
【权利要求】
1.一种基于遗传信息演奏音乐的方法，其包括步骤: a)获得生物体遗传信息； b)将遗传信息转换成电子乐谱； c)将电子乐谱提供给音乐演奏执行装置； d)音乐演奏执行装置按照电子乐谱演奏音乐。
2.根据权利要求1所述的基于遗传信息演奏音乐的方法，其中所述生物体是哺乳动物；优选人类。
3.根据权利要求1所述的基于遗传信息演奏音乐的方法，其中所述遗传信息是核苷酸序列；优选所述遗传信息是外显子的核苷酸序列。
4.根据权利要求1所述的基于遗传信息演奏音乐的方法，将遗传信息转换成电子乐谱是按照如下方式进行的: 将64个密码子按照能级进行排序，使64个密码子与音高相对应； 沿着核苷酸序列将密码子转换成音高，其中沿着核苷酸序列按照5’至3’的方向转换，或者按照3’至5’的方向转换； 将音高以数字格式表示为电子乐谱，优选适用于MIDI标准的电子乐谱。
5.根据权利要求4所述的基于遗传信息演奏音乐的方法，其中所述能级为密码子-反密码子碱基堆积能或分子反应活性`。
6.根据权利要求1所述的基于遗传信息演奏音乐的方法，其中所述音乐演奏执行装置包括: 电子乐谱接收装置，其接收电子乐谱，并将电子乐谱传输给电子乐谱提供装置； 电子乐谱提供装置，用于存储和提供电子乐谱； 显示装置，用于在屏幕上显示音乐演奏程序的操作界面； 输入装置，用于获得演奏操作输入； 音乐演奏处理装置，用于安装和执行所述音乐演奏程序； 音乐播放装置，用于合成来自所述音乐演奏处理装置根据电子乐谱所指定的声音，并输出声音。
7.根据权利要求1所述的基于遗传信息演奏音乐的方法，其中所述音乐演奏执行装置是安装有播放程序的计算机，优选所述播放程序是处理MIDI格式文件的播放程序。
8.一种基于遗传信息演奏音乐的装置，其包括: 遗传信息接收装置； 电子乐谱生成装置；和 音乐演奏执行装置， 其中 所述遗传信息接收装置接收生物体的遗传信息，并将遗传信息提供给电子乐谱生成装置，优选地所述遗传信息是核苷酸序列，优选地所述生物体是哺乳动物，最优选人类；其中所述电子乐谱生成装置将遗传信息转换成电子乐谱； 其中所述音乐演奏执行装置按照电子乐谱演奏音乐。
9.根据权利要求8所述的基于遗传信息演奏音乐的装置，其中所述音乐演奏执行装置包括:电子乐谱接收装置，其接收电子乐谱，并将电子乐谱传输给电子乐谱提供装置； 电子乐谱提供装置，用于存储和提供电子乐谱； 显示装置，用于在屏幕上显示音乐演奏程序的操作界面； 输入装置，用于获得演奏操作输入； 音乐演奏处理装置，用于安装和执行所 述音乐演奏程序； 音乐播放装置，用于合成来自所述音乐演奏处理装置根据电子乐谱所指定的声音，并输出声音。
10.根据权利要求8所述的基于遗传信息演奏音乐的装置，其中所述音乐演奏执行装置是安装有播放程序的计算机，优选所述播放程序是处理MIDI格式文件的播放程序。
【文档编号】G10H1/00GK103456287SQ201310386015
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】汪亚君 申请人:广东医学院附属医院