«Песня о жизни», слова и музыка ДНК

(Февраль 2003)

musica-genomica

Человека всегда волновала тайна удивительно мощного воздействия музыки, способной заставлять маленьких детей пускаться в пляс, а взрослых ронять скупую слезу.

Существуют теории о том, что вся гармония природы наполнена музыкой, которая неслышно звучит и внутри нас. А удивительная реакция организма на отдельные мелодии связана, возможно, с тем, что мы просто узнаем в услышанном именно то, что уже нас наполняет. Поскольку «любить — это узнавать знакомое»…

Группа испанских ученых-микробиологов из мадридского госпиталя Ramon y Cajal решила довольно своебразным способом исследовать эту гипотезу и занялась преобразованием информации генома человека к виду нотной последовательности, пригодной к исполнению на музыкальных инструментах.

Разворачивание цепочек ДНК в музыку оказалось весьма плодотворным занятием, так что недавно завершилась запись целого CD, получившего название «Genoma Music» и содержащего 10 «генетических» мелодий.

Трансляция фрагментов кода ДНК в музыку производилась наиболее естественным образом — каждому из четырех азотсодержащих оснований (аденин, гуанин, тимин или цитозин) в цепочках нуклеотидов присваивалась одна нота, так что отрезок гена вида, скажем, AGCGTATACGAGT сразу становился и прообразом мелодии.

Правда, выбор конкретного соответствия между нотами и основаниями биологам пришлось сделать интуитивно, опробовав несколько разных вариантов, поскольку никакой естественной системы сопоставления придумать не удалось.

Нельзя сказать, что в результате родилась гениальная музыка, однако по всобщему признанию генетические мелодии весьма приятны и легки в прослушивании, неуловимо напоминая музыкальные произведения стиля New Age.

Любопытно, что одновременно с известием о работе испанских микробиологов пришла в чем-то созвучная новость из США, где ученые ядерного исследовательского центра Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) закодировали в ДНК бактерий текст песни, передающейся по наследству в код потомства при размножении.

Американские исследователи занимаются проблемами защиты и сохранения информации на случай ядерной или иной глобальной катастрофы. Под впечатлением популярного в США телесериала Dark Angel, где колоссальных масштабов электромагнитный импульс уничтожил всю радиоэлектронyю инфраструктуру на планете, ученые PNNL решили попытаться создать принципиально новый тип памяти — на основе исключительно живучих микроорганизмов вроде бактерий E. coli или Deinococcus radiodurans.

Последняя из них способна к выживанию в крайне экстремальных условиях высокой температуры, глубокого обезвоживания, жесткого ультрафиолета и ионизирующего излучения, в 1000 раз превышающего смертельную для человека дозу. Именно в клетки таких бактерий ученым и удалось для демонстрации концепции зашить текст песни It’s a Small World (Это маленький мир).

Слова песни были транслированы в стандартный «четырехбуквенный» код ДНК. После этого на их основе были созданы отрезки нитей искусственной ДНК, несущие в себе отдельные фрагменты песни длиной по 150 оснований каждая. Данные фрагменты были вставлены в ДНК бактерий с помощью специальных соединителей-«стражников» на концах отрезков.

Эти молекулярные «стражники» не дают бактерии опознать вставляемый фрагмент как чужеродный, счесть его вторгшимся вирусом и уничтожить. Таким образом, именно «стражники» выполняют роль защиты для подлежащей хранению в бактериях информации.

Как показали эксперименты, при такой охране записанная информация была зафиксирована в генотипе и без изменений успешно передавалась более чем в 100 поколениях.

# # #