一種基於遺傳信息演奏音樂的方法
2023-10-20 11:12:57
一種基於遺傳信息演奏音樂的方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於遺傳信息演奏音樂的方法，其包括步驟：a）獲得生物體遺傳信息；b）將遺傳信息轉換成電子樂譜；c）將電子樂譜提供給音樂演奏執行裝置；d）音樂演奏執行裝置按照電子樂譜演奏音樂。本發明的方法不依賴於作者的創作思維，而是基於生物體的遺傳信息，使得有可能提供專屬於生物體自己的個性化音樂。
【專利說明】 一種基於遺傳信息演奏音樂的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子【技術領域】，具體而言音樂領域，特別涉及一種基於遺傳信息演奏音樂的方法。
【背景技術】
[0002]音樂是一種採用有組織的音構成的聽覺意象的藝術形式。通常，音樂作品都是經過作曲家精心思考創作出來的。無論是簡單的歌曲，還是規模宏大的交響樂，都依賴於作者的創作思維。
[0003]遺傳信息是指生物由親代傳遞給子代、或各細胞每次分裂時由母細胞傳遞給子細胞的信息，即鹼基對的排列順序(或DNA分子的核苷酸排列順序)。人類基因組含有約31.6億個DNA鹼基對，其中一部分鹼基對組成了大約20000到45000個基因。世界上沒有兩個人擁有完全相同的遺傳信息。就像世界上沒有兩首完全相同的音樂一樣。換言之，每個人的遺傳信息都是特別的且唯一的。
[0004]核苷酸是一類由鹼基、核糖(或脫氧核糖)以及磷酸三種物質組成的化合物。核苷酸彼此之間通過磷酸二酯鍵串聯在一起而形成核酸(DNA或RNA)。在DNA (脫氧核糖核酸)的語言中，有四個符號: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 (鳥嘌呤或鳥嘌呤核苷酸)。如果指RNA時，這四個符號是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 (鳥嘌呤或鳥嘌呤核苷酸)。區別僅在於T和U。這四種核苷酸交錯排列彼此連接而形成核酸鏈，正是由於核苷酸排列順序的不同才形成了多姿多彩的遺傳信息。由於四種核苷酸彼此之間的差別僅在於鹼基不同，因此人們有時也將核苷酸序列稱為鹼基序列。遺傳信息就是由龐大的核苷酸序列信息所體現的。在整條核酸上有著不同的區域，其各有展現不同的功能。比如有些區域起到骨架作用；有些區域調控核酸的複製、轉錄；有些區域位於著絲粒，在有絲分裂中發揮著作用；那些能夠最終被表達為蛋白質或肽的區域被稱為外顯子，又稱表達序列。
[0005]外顯子之所以能指導蛋白質或肽的表達，是因為鹼基(或核苷酸)序列與胺基酸序列之間有著嚴格的對應關係。也就是說，鹼基(或核苷酸)序列能決定蛋白質或肽的胺基酸序列。這種對應關係以「密碼子」的形式體現。
[0006]遺傳密碼子是三聯體密碼，一個密碼子由相鄰的三個鹼基(或核苷酸)組成。從理論上分析，鹼基(或核苷酸)的組合為4的3次方，即64種密碼子。由於有些胺基酸可以由幾種不同的密碼子來決定。因此，64種密碼子可以分別編碼20種胺基酸。這種對應關係的列表是本領域的公知常識，在分子生物學教科書中均可以找到。例如，起始密碼子ATG對應著甲硫氨酸(Met) ；TTT和TTC對應著苯丙氨酸(Phe) ;CCA、CCT、CCC和CCG對應著脯氨酸(Pro)等等。當一條鹼基(或核苷酸)序列確定之後，就可以按照這種對應關係而知曉蛋白質或肽中的胺基酸序列。
【發明內容】
[0007]因此，根據本發明的一方面，提供了一種演奏音樂的方法，其不依賴於作者的創作思維，而是基於生物體的遺傳信息，使得有可能提供專屬於生物體自己的個性化音樂。
[0008]本發明提供了一種基於遺傳信息演奏音樂的方法，其包括步驟:
[0009]a)獲得生物體遺傳信息；
[0010]b )將遺傳信息轉換成電子樂譜；
[0011]c)將電子樂譜提供給音樂演奏執行裝置；
[0012]d)音樂演奏執行裝置按照電子樂譜演奏音樂。
[0013]在一些實施方式當中，生物體是指哺乳動物，優選人類。
[0014]在一些實施方式當中，可以通過本領域公知的任何手段獲得生物體的遺傳信息。例如,收集來自受試者的樣本,例如血液、唾液、頭髮毛囊、皮屑、組織、細胞等任何含有遺傳物質的樣本；從樣本中提取DNA或RNA ;採用本領域公知的測序方法(例如Sanger法、毛細管電泳、大規模平行籤名測序MPSS、Polony測序、454焦磷酸測序、Illumina Solexa, ABISOLiD測序、離子半導體測序、DNA納米球測序等)測定DNA或RNA的核苷酸序列，從而取得生物體的遺傳信息。這種測序服務可以通過商業途徑獲得，非常便利快捷。
[0015]在另一些實施方式當中，還可以更簡便地通過現有的資料庫獲得生物體的遺傳信息，比如NCBI Genebank、EMBL、DDBJ、dbEST、GSDB等公共平臺。從這些平臺上可以直接查找、下載基因的具體序列信息。在一個具體的實施方式中，從NCBI Genebank上獲得生物體的遺傳信息。
[0016]在一些實施方式當中，遺傳信息是指核苷酸序列(也可以稱作鹼基序列)；優選，夕卜顯子的核苷酸序列。除非另有指明，核苷酸可以是核苷酸，也可以是脫氧核苷酸。
[0017]在一些實施方式當中，電子樂譜是適用於MIDI標準的樂譜。
[0018]在一些實施方式當中，所述音樂演奏執行裝置包括:
[0019]電子樂譜接收裝置，其接收電子樂譜，並將電子樂譜傳輸給電子樂譜提供裝置；
[0020]電子樂譜提供裝置，用於存儲和提供電子樂譜；
[0021]顯示裝置，用於在屏幕上顯示音樂演奏程序的操作界面；
[0022]輸入裝置，用於獲得演奏操作輸入；
[0023]音樂演奏處理裝置，用於安裝和執行所述音樂演奏程序；
[0024]音樂播放裝置，用於合成來自所述音樂演奏處理裝置根據電子樂譜所指定的聲音，並輸出聲音。
[0025]在一個具體的實施方式中，音樂演奏執行裝置是安裝有播放程序的計算機，其中所述播放程序可以處理MIDI格式的文件。在一些實施方式當中，將遺傳信息轉換成電子樂譜是按照如下方式進行的:
[0026]將64個密碼子按照能級進行排序，使64個密碼子與音高相對應；
[0027]沿著核苷酸序列，將各密碼子轉換成對應的音高；沿著核苷酸序列按照5』至3』的方向轉換，或者按照3』至5』的方向轉換。
[0028]將音高以數字格式表示為電子樂譜。
[0029]在一些具體的實施方式當中，所述能級是指分子反應活性；在另一些實施方式中，能級是密碼子-反密碼子鹼基堆積能。
[0030]根據本發明的另一方面，提供一種基於遺傳信息演奏音樂的裝置，其包括:[0031]遺傳信息接收裝置；
[0032]電子樂譜生成裝置；和
[0033]音樂演奏執行裝置。
[0034]在一些實施方式當中，遺傳信息接收裝置接收生物體的遺傳信息；優選是核苷酸序列。電子樂譜生成裝置將遺傳信息轉換成電子樂譜。音樂演奏執行裝置按照樂譜演奏音樂。
[0035]在一些實施方式當中，音樂演奏執行裝置包括:
[0036]電子樂譜接收裝置，其接收電子樂譜，並將電子樂譜傳輸給電子樂譜提供裝置；
[0037]電子樂譜提供裝置，用於存儲和提供電子樂譜；
[0038]顯示裝置，用於在屏幕上顯示音樂演奏程序的操作界面；
[0039]輸入裝置，用於獲得演奏操作輸入；
[0040]音樂演奏處理裝置，用於安裝和執行所述音樂演奏程序；
[0041]音樂播放裝置，用於合成來自所述音樂演奏處理裝置根據電子樂譜所指定的聲音，並輸出聲音。
[0042]在一些實施方式當中，遺傳信息接收裝置和電子樂譜生成裝置與音樂演奏執行裝置可以整合在同一臺計算機中，也可以在不同的計算機中。在一個具體的實施方式當中，遺傳信息接收裝置和電子樂譜生成裝置與音樂演奏執行裝置整合在同一臺計算機中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1:正常胰島素α鏈的簡譜。
[0044]圖2:病理性胰島素α鏈的簡譜(箭頭:突變位置)。
【具體實施方式】
[0045]術語:
[0046]核苷酸:一類由鹼基、核糖(或脫氧核糖)、以及磷酸三種物質組成的化合物；核苷酸是核糖核酸(RNA)及脫氧核糖核酸(DNA)的基本組成單位。
[0047]脫氧核苷酸:脫氧核苷酸分子由鹼基、脫氧核糖、磷酸組成；脫氧核苷酸是DNA的基本結構和功能單位。鹼基:是指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要鹼基略有不同，其重要區別是:DNA中是A、T (胸腺嘧啶)、C、G ;在RNA中是Α、U (尿嘧啶)、C、G。
[0048]胺基酸:含有氨基和羧基的一類有機化合物的通稱，是蛋白質或肽的基本組成單位；生物體共有20種胺基酸；胺基酸彼此之間通過肽鍵連接，而形成各種長短不同、序列不同的蛋白質或肽。
[0049]外顯子:外顯子是基因的一部分，它在剪接後仍會被保存下來，並可在蛋白質生物合成過程中被表達為蛋白質。外顯子是最後出現在成熟RNA中的基因序列，又稱表達序列。既存在於最初的轉錄產物中，也存在於成熟的RNA分子中的核苷酸序列。外顯子也指編碼相應RNA外顯子的DNA中的區域。
[0050]音高:音的高度。音的高低是由振動頻率決定的，頻率振動次數多則音高，反之則低。[0051]MIDI (Musical Instrument Digital interface,樂器數字界面)是一種能夠自動通過電子設備回放聲音或音樂的音樂文件，並且這種文件具有用於電子樂器間數據交換兼容性的國際標準。MIDI是20世紀80年代初為解決電聲樂器之間的通信問題而提出的。其傳輸的不是聲音信號，而是控制參數等指令。大部分電子樂器能夠根據MIDI標準發送/接收數據。日常音樂生活中所用的樂器的音域一般不超過鋼琴鍵盤中所列的88個音。而MIDI有128個音，上下都超出了鋼琴的音域。這樣的規定可以滿足一般音樂創作的需要。這128個音高，編號是從O到127，由於用數字表示音高，給音樂家們帶來了麻煩。因此一種較方便的音名表不法用C、D、E、F、G、A、B ；0-7表不八個八度;#和b表不升降,這樣的話可以方便認識MIDI音符號。那麼128個音高從C-2到G-8，以半音為間距，第60號音高是Middle-C0
[0052]實施例1:生物體遺傳信息的獲得
[0053]從公共資料庫Genebank(http://www.ncb1.nlm.nih.gov/genbank)中獲取例如正常的胰島素α鏈(如SEQ ID N0.1所示)、病理性胰島素α鏈(如SEQ ID N0.2所示)、SIRT1(如SEQ ID N0.3所示)的外顯子核苷酸序列。
[0054]實施例2:密碼子-反密碼子配對堆積能
[0055]密碼子和反密碼子之間的結合影響蛋白質的翻譯過程。此過程的速度並不是一成不變的，瞬間暫停的核糖體結合可能影響各種翻譯伴隨的生物活動，包括蛋白質靶向結合和摺疊(Kramer等人，2009)。密碼子-反密碼子的結合過程是影響核糖體結合速度的因素(Plotkin等人，2011)。2000年有文獻報導(石秀凡等人，2000)，將密碼子-反密碼子之間的鹼基堆積能作為密碼子-反密碼子結合強度的一個標準，計算了 64個密碼子與反密碼子剛性結合的鹼基堆積能(表I)。
[0056]表1:密碼子的密碼子-反密碼子鹼基堆積能
【權利要求】
1.一種基於遺傳信息演奏音樂的方法，其包括步驟: a)獲得生物體遺傳信息； b)將遺傳信息轉換成電子樂譜； c)將電子樂譜提供給音樂演奏執行裝置； d)音樂演奏執行裝置按照電子樂譜演奏音樂。
2.根據權利要求1所述的基於遺傳信息演奏音樂的方法，其中所述生物體是哺乳動物；優選人類。
3.根據權利要求1所述的基於遺傳信息演奏音樂的方法，其中所述遺傳信息是核苷酸序列；優選所述遺傳信息是外顯子的核苷酸序列。
4.根據權利要求1所述的基於遺傳信息演奏音樂的方法，將遺傳信息轉換成電子樂譜是按照如下方式進行的: 將64個密碼子按照能級進行排序，使64個密碼子與音高相對應； 沿著核苷酸序列將密碼子轉換成音高，其中沿著核苷酸序列按照5』至3』的方向轉換，或者按照3』至5』的方向轉換； 將音高以數字格式表示為電子樂譜，優選適用於MIDI標準的電子樂譜。
5.根據權利要求4所述的基於遺傳信息演奏音樂的方法，其中所述能級為密碼子-反密碼子鹼基堆積能或分子反應活性`。
6.根據權利要求1所述的基於遺傳信息演奏音樂的方法，其中所述音樂演奏執行裝置包括: 電子樂譜接收裝置，其接收電子樂譜，並將電子樂譜傳輸給電子樂譜提供裝置； 電子樂譜提供裝置，用於存儲和提供電子樂譜； 顯示裝置，用於在屏幕上顯示音樂演奏程序的操作界面； 輸入裝置，用於獲得演奏操作輸入； 音樂演奏處理裝置，用於安裝和執行所述音樂演奏程序； 音樂播放裝置，用於合成來自所述音樂演奏處理裝置根據電子樂譜所指定的聲音，並輸出聲音。
7.根據權利要求1所述的基於遺傳信息演奏音樂的方法，其中所述音樂演奏執行裝置是安裝有播放程序的計算機，優選所述播放程序是處理MIDI格式文件的播放程序。
8.一種基於遺傳信息演奏音樂的裝置，其包括: 遺傳信息接收裝置； 電子樂譜生成裝置；和 音樂演奏執行裝置， 其中 所述遺傳信息接收裝置接收生物體的遺傳信息，並將遺傳信息提供給電子樂譜生成裝置，優選地所述遺傳信息是核苷酸序列，優選地所述生物體是哺乳動物，最優選人類；其中所述電子樂譜生成裝置將遺傳信息轉換成電子樂譜； 其中所述音樂演奏執行裝置按照電子樂譜演奏音樂。
9.根據權利要求8所述的基於遺傳信息演奏音樂的裝置，其中所述音樂演奏執行裝置包括:電子樂譜接收裝置，其接收電子樂譜，並將電子樂譜傳輸給電子樂譜提供裝置； 電子樂譜提供裝置，用於存儲和提供電子樂譜； 顯示裝置，用於在屏幕上顯示音樂演奏程序的操作界面； 輸入裝置，用於獲得演奏操作輸入； 音樂演奏處理裝置，用於安裝和執行所 述音樂演奏程序； 音樂播放裝置，用於合成來自所述音樂演奏處理裝置根據電子樂譜所指定的聲音，並輸出聲音。
10.根據權利要求8所述的基於遺傳信息演奏音樂的裝置，其中所述音樂演奏執行裝置是安裝有播放程序的計算機，優選所述播放程序是處理MIDI格式文件的播放程序。
【文檔編號】G10H1/00GK103456287SQ201310386015
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】汪亞君 申請人:廣東醫學院附屬醫院