一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)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(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜；c）將電子樂(lè)譜提供給音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置；d）音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置按照電子樂(lè)譜演奏音樂(lè)。本發(fā)明的方法不依賴于作者的創(chuàng)作思維，而是基于生物體的遺傳信息，使得有可能提供專屬于生物體自己的個(gè)性化音樂(lè)。
【專利說(shuō)明】 一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言音樂(lè)領(lǐng)域，特別涉及一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]音樂(lè)是一種采用有組織的音構(gòu)成的聽(tīng)覺(jué)意象的藝術(shù)形式。通常，音樂(lè)作品都是經(jīng)過(guò)作曲家精心思考創(chuàng)作出來(lái)的。無(wú)論是簡(jiǎn)單的歌曲，還是規(guī)模宏大的交響樂(lè)，都依賴于作者的創(chuàng)作思維。
[0003]遺傳信息是指生物由親代傳遞給子代、或各細(xì)胞每次分裂時(shí)由母細(xì)胞傳遞給子細(xì)胞的信息，即堿基對(duì)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(gè)DNA堿基對(duì)，其中一部分堿基對(duì)組成了大約20000到45000個(gè)基因。世界上沒(méi)有兩個(gè)人擁有完全相同的遺傳信息。就像世界上沒(méi)有兩首完全相同的音樂(lè)一樣。換言之，每個(gè)人的遺傳信息都是特別的且唯一的。
[0004]核苷酸是一類由堿基、核糖(或脫氧核糖)以及磷酸三種物質(zhì)組成的化合物。核苷酸彼此之間通過(guò)磷酸二酯鍵串聯(lián)在一起而形成核酸(DNA或RNA)。在DNA (脫氧核糖核酸)的語(yǔ)言中，有四個(gè)符號(hào):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(niǎo)嘌呤或鳥(niǎo)嘌呤核苷酸)。如果指RNA時(shí)，這四個(gè)符號(hào)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(niǎo)嘌呤或鳥(niǎo)嘌呤核苷酸)。區(qū)別僅在于T和U。這四種核苷酸交錯(cuò)排列彼此連接而形成核酸鏈，正是由于核苷酸排列順序的不同才形成了多姿多彩的遺傳信息。由于四種核苷酸彼此之間的差別僅在于堿基不同，因此人們有時(shí)也將核苷酸序列稱為堿基序列。遺傳信息就是由龐大的核苷酸序列信息所體現(xiàn)的。在整條核酸上有著不同的區(qū)域，其各有展現(xiàn)不同的功能。比如有些區(qū)域起到骨架作用；有些區(qū)域調(diào)控核酸的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄；有些區(qū)域位于著絲粒，在有絲分裂中發(fā)揮著作用；那些能夠最終被表達(dá)為蛋白質(zhì)或肽的區(qū)域被稱為外顯子，又稱表達(dá)序列。
[0005]外顯子之所以能指導(dǎo)蛋白質(zhì)或肽的表達(dá)，是因?yàn)閴A基(或核苷酸)序列與氨基酸序列之間有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。也就是說(shuō)，堿基(或核苷酸)序列能決定蛋白質(zhì)或肽的氨基酸序列。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系以“密碼子”的形式體現(xiàn)。
[0006]遺傳密碼子是三聯(lián)體密碼，一個(gè)密碼子由相鄰的三個(gè)堿基(或核苷酸)組成。從理論上分析，堿基(或核苷酸)的組合為4的3次方，即64種密碼子。由于有些氨基酸可以由幾種不同的密碼子來(lái)決定。因此，64種密碼子可以分別編碼20種氨基酸。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系的列表是本領(lǐng)域的公知常識(shí)，在分子生物學(xué)教科書(shū)中均可以找到。例如，起始密碼子ATG對(duì)應(yīng)著甲硫氨酸(Met) ；TTT和TTC對(duì)應(yīng)著苯丙氨酸(Phe) ;CCA、CCT、CCC和CCG對(duì)應(yīng)著脯氨酸(Pro)等等。當(dāng)一條堿基(或核苷酸)序列確定之后，就可以按照這種對(duì)應(yīng)關(guān)系而知曉蛋白質(zhì)或肽中的氨基酸序列。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]因此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種演奏音樂(lè)的方法，其不依賴于作者的創(chuàng)作思維，而是基于生物體的遺傳信息，使得有可能提供專屬于生物體自己的個(gè)性化音樂(lè)。
[0008]本發(fā)明提供了一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)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(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜；
[0011]c)將電子樂(lè)譜提供給音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置；
[0012]d)音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置按照電子樂(lè)譜演奏音樂(lè)。
[0013]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，生物體是指哺乳動(dòng)物，優(yōu)選人類。
[0014]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的任何手段獲得生物體的遺傳信息。例如,收集來(lái)自受試者的樣本,例如血液、唾液、頭發(fā)毛囊、皮屑、組織、細(xì)胞等任何含有遺傳物質(zhì)的樣本；從樣本中提取DNA或RNA ;采用本領(lǐng)域公知的測(cè)序方法(例如Sanger法、毛細(xì)管電泳、大規(guī)模平行簽名測(cè)序MPSS、Polony測(cè)序、454焦磷酸測(cè)序、Illumina Solexa, ABISOLiD測(cè)序、離子半導(dǎo)體測(cè)序、DNA納米球測(cè)序等)測(cè)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(cè)序服務(wù)可以通過(guò)商業(yè)途徑獲得，非常便利快捷。
[0015]在另一些實(shí)施方式當(dāng)中，還可以更簡(jiǎn)便地通過(guò)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)獲得生物體的遺傳信息，比如NCBI Genebank、EMBL、DDBJ、dbEST、GSDB等公共平臺(tái)。從這些平臺(tái)上可以直接查找、下載基因的具體序列信息。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，從NCBI Genebank上獲得生物體的遺傳信息。
[0016]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，遺傳信息是指核苷酸序列(也可以稱作堿基序列)；優(yōu)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(shí)施方式當(dāng)中，電子樂(lè)譜是適用于MIDI標(biāo)準(zhǔn)的樂(lè)譜。
[0018]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，所述音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置包括:
[0019]電子樂(lè)譜接收裝置，其接收電子樂(lè)譜，并將電子樂(lè)譜傳輸給電子樂(lè)譜提供裝置；
[0020]電子樂(lè)譜提供裝置，用于存儲(chǔ)和提供電子樂(lè)譜；
[0021]顯示裝置，用于在屏幕上顯示音樂(lè)演奏程序的操作界面；
[0022]輸入裝置，用于獲得演奏操作輸入；
[0023]音樂(lè)演奏處理裝置，用于安裝和執(zhí)行所述音樂(lè)演奏程序；
[0024]音樂(lè)播放裝置，用于合成來(lái)自所述音樂(lè)演奏處理裝置根據(jù)電子樂(lè)譜所指定的聲音，并輸出聲音。
[0025]在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置是安裝有播放程序的計(jì)算機(jī)，其中所述播放程序可以處理MIDI格式的文件。在一些實(shí)施方式當(dāng)中，將遺傳信息轉(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜是按照如下方式進(jìn)行的:
[0026]將64個(gè)密碼子按照能級(jí)進(jìn)行排序，使64個(gè)密碼子與音高相對(duì)應(yīng)；
[0027]沿著核苷酸序列，將各密碼子轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的音高；沿著核苷酸序列按照5’至3’的方向轉(zhuǎn)換，或者按照3’至5’的方向轉(zhuǎn)換。
[0028]將音高以數(shù)字格式表示為電子樂(lè)譜。
[0029]在一些具體的實(shí)施方式當(dāng)中，所述能級(jí)是指分子反應(yīng)活性；在另一些實(shí)施方式中，能級(jí)是密碼子-反密碼子堿基堆積能。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)的裝置，其包括:[0031]遺傳信息接收裝置；
[0032]電子樂(lè)譜生成裝置；和
[0033]音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置。
[0034]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，遺傳信息接收裝置接收生物體的遺傳信息；優(yōu)選是核苷酸序列。電子樂(lè)譜生成裝置將遺傳信息轉(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜。音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置按照樂(lè)譜演奏音樂(lè)。
[0035]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置包括:
[0036]電子樂(lè)譜接收裝置，其接收電子樂(lè)譜，并將電子樂(lè)譜傳輸給電子樂(lè)譜提供裝置；
[0037]電子樂(lè)譜提供裝置，用于存儲(chǔ)和提供電子樂(lè)譜；
[0038]顯示裝置，用于在屏幕上顯示音樂(lè)演奏程序的操作界面；
[0039]輸入裝置，用于獲得演奏操作輸入；
[0040]音樂(lè)演奏處理裝置，用于安裝和執(zhí)行所述音樂(lè)演奏程序；
[0041]音樂(lè)播放裝置，用于合成來(lái)自所述音樂(lè)演奏處理裝置根據(jù)電子樂(lè)譜所指定的聲音，并輸出聲音。
[0042]在一些實(shí)施方式當(dāng)中，遺傳信息接收裝置和電子樂(lè)譜生成裝置與音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置可以整合在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，也可以在不同的計(jì)算機(jī)中。在一個(gè)具體的實(shí)施方式當(dāng)中，遺傳信息接收裝置和電子樂(lè)譜生成裝置與音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置整合在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0043]圖1:正常胰島素α鏈的簡(jiǎn)譜。
[0044]圖2:病理性胰島素α鏈的簡(jiǎn)譜(箭頭:突變位置)。
【具體實(shí)施方式】
[0045]術(shù)語(yǔ):
[0046]核苷酸:一類由堿基、核糖(或脫氧核糖)、以及磷酸三種物質(zhì)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:脫氧核苷酸分子由堿基、脫氧核糖、磷酸組成；脫氧核苷酸是DNA的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。堿基:是指嘌呤和嘧啶的衍生物，是核酸、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要堿基略有不同，其重要區(qū)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]氨基酸:含有氨基和羧基的一類有機(jī)化合物的通稱，是蛋白質(zhì)或肽的基本組成單位；生物體共有20種氨基酸；氨基酸彼此之間通過(guò)肽鍵連接，而形成各種長(zhǎng)短不同、序列不同的蛋白質(zhì)或肽。
[0049]外顯子:外顯子是基因的一部分，它在剪接后仍會(huì)被保存下來(lái)，并可在蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中被表達(dá)為蛋白質(zhì)。外顯子是最后出現(xiàn)在成熟RNA中的基因序列，又稱表達(dá)序列。既存在于最初的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。外顯子也指編碼相應(yīng)RNA外顯子的DNA中的區(qū)域。
[0050]音高:音的高度。音的高低是由振動(dòng)頻率決定的，頻率振動(dòng)次數(shù)多則音高，反之則低。[0051]MIDI (Musical Instrument Digital interface,樂(lè)器數(shù)字界面)是一種能夠自動(dòng)通過(guò)電子設(shè)備回放聲音或音樂(lè)的音樂(lè)文件，并且這種文件具有用于電子樂(lè)器間數(shù)據(jù)交換兼容性的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MIDI是20世紀(jì)80年代初為解決電聲樂(lè)器之間的通信問(wèn)題而提出的。其傳輸?shù)牟皇锹曇粜盘?hào)，而是控制參數(shù)等指令。大部分電子樂(lè)器能夠根據(jù)MIDI標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。日常音樂(lè)生活中所用的樂(lè)器的音域一般不超過(guò)鋼琴鍵盤中所列的88個(gè)音。而MIDI有128個(gè)音，上下都超出了鋼琴的音域。這樣的規(guī)定可以滿足一般音樂(lè)創(chuàng)作的需要。這128個(gè)音高，編號(hào)是從O到127，由于用數(shù)字表示音高，給音樂(lè)家們帶來(lái)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(gè)八度;#和b表不升降,這樣的話可以方便認(rèn)識(shí)MIDI音符號(hào)。那么128個(gè)音高從C-2到G-8，以半音為間距，第60號(hào)音高是Middle-C0
[0052]實(shí)施例1:生物體遺傳信息的獲得
[0053]從公共數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)施例2:密碼子-反密碼子配對(duì)堆積能
[0055]密碼子和反密碼子之間的結(jié)合影響蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程。此過(guò)程的速度并不是一成不變的，瞬間暫停的核糖體結(jié)合可能影響各種翻譯伴隨的生物活動(dòng)，包括蛋白質(zhì)靶向結(jié)合和折疊(Kramer等人，2009)。密碼子-反密碼子的結(jié)合過(guò)程是影響核糖體結(jié)合速度的因素(Plotkin等人，2011)。2000年有文獻(xiàn)報(bào)道(石秀凡等人，2000)，將密碼子-反密碼子之間的堿基堆積能作為密碼子-反密碼子結(jié)合強(qiáng)度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算了 64個(gè)密碼子與反密碼子剛性結(jié)合的堿基堆積能(表I)。
[0056]表1:密碼子的密碼子-反密碼子堿基堆積能
【權(quán)利要求】
1.一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)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(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜； c)將電子樂(lè)譜提供給音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置； d)音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置按照電子樂(lè)譜演奏音樂(lè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法，其中所述生物體是哺乳動(dòng)物；優(yōu)選人類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法，其中所述遺傳信息是核苷酸序列；優(yōu)選所述遺傳信息是外顯子的核苷酸序列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法，將遺傳信息轉(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜是按照如下方式進(jìn)行的: 將64個(gè)密碼子按照能級(jí)進(jìn)行排序，使64個(gè)密碼子與音高相對(duì)應(yīng)； 沿著核苷酸序列將密碼子轉(zhuǎn)換成音高，其中沿著核苷酸序列按照5’至3’的方向轉(zhuǎn)換，或者按照3’至5’的方向轉(zhuǎn)換； 將音高以數(shù)字格式表示為電子樂(lè)譜，優(yōu)選適用于MIDI標(biāo)準(zhǔn)的電子樂(lè)譜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法，其中所述能級(jí)為密碼子-反密碼子堿基堆積能或分子反應(yīng)活性`。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法，其中所述音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置包括: 電子樂(lè)譜接收裝置，其接收電子樂(lè)譜，并將電子樂(lè)譜傳輸給電子樂(lè)譜提供裝置； 電子樂(lè)譜提供裝置，用于存儲(chǔ)和提供電子樂(lè)譜； 顯示裝置，用于在屏幕上顯示音樂(lè)演奏程序的操作界面； 輸入裝置，用于獲得演奏操作輸入； 音樂(lè)演奏處理裝置，用于安裝和執(zhí)行所述音樂(lè)演奏程序； 音樂(lè)播放裝置，用于合成來(lái)自所述音樂(lè)演奏處理裝置根據(jù)電子樂(lè)譜所指定的聲音，并輸出聲音。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的方法，其中所述音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置是安裝有播放程序的計(jì)算機(jī)，優(yōu)選所述播放程序是處理MIDI格式文件的播放程序。
8.一種基于遺傳信息演奏音樂(lè)的裝置，其包括: 遺傳信息接收裝置； 電子樂(lè)譜生成裝置；和 音樂(lè)演奏執(zhí)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，并將遺傳信息提供給電子樂(lè)譜生成裝置，優(yōu)選地所述遺傳信息是核苷酸序列，優(yōu)選地所述生物體是哺乳動(dòng)物，最優(yōu)選人類；其中所述電子樂(lè)譜生成裝置將遺傳信息轉(zhuǎn)換成電子樂(lè)譜； 其中所述音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置按照電子樂(lè)譜演奏音樂(lè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的裝置，其中所述音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置包括:電子樂(lè)譜接收裝置，其接收電子樂(lè)譜，并將電子樂(lè)譜傳輸給電子樂(lè)譜提供裝置； 電子樂(lè)譜提供裝置，用于存儲(chǔ)和提供電子樂(lè)譜； 顯示裝置，用于在屏幕上顯示音樂(lè)演奏程序的操作界面； 輸入裝置，用于獲得演奏操作輸入； 音樂(lè)演奏處理裝置，用于安裝和執(zhí)行所 述音樂(lè)演奏程序； 音樂(lè)播放裝置，用于合成來(lái)自所述音樂(lè)演奏處理裝置根據(jù)電子樂(lè)譜所指定的聲音，并輸出聲音。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于遺傳信息演奏音樂(lè)的裝置，其中所述音樂(lè)演奏執(zhí)行裝置是安裝有播放程序的計(jì)算機(jī)，優(yōu)選所述播放程序是處理MIDI格式文件的播放程序。
【文檔編號(hào)】G10H1/00GK103456287SQ201310386015
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】汪亞君 申請(qǐng)人:廣東醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院