中国博士后科学基金(20060400344) 作品数:17 被引量:53 H指数:5 相关作者: 王淑栋 张成 杨静 赵东明 马芳芳 更多>> 相关机构: 北京大学 山东科技大学 中国兵器工业集团公司 更多>> 发文基金: 中国博士后科学基金 国家自然科学基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 自动化与计算机技术 理学 自然科学总论 更多>>
Partial Words Used for DNA Encoding Finding a good DNA code is a very basic problem in DNA computation. Apart from the fact that we must provide a... Zhen Li关键词:DNA DNA编码限制条件与编码策略 被引量:2 2009年 以评价DNA编码的基本限制条件之一——Hamming距离为出发点分析了DNA编码的三个参量:码字个数、码字长度与Watson-Crick Hamming距离,并得到它们之间的内在联系;讨论了Watson-Crick Hamming距离与DNA码字重量之间的关系;在此基础上得到了DNA编码的编码策略;提出了适合DNA编码的改进Watson-Crick Hamming距离及DNA编码模块化的定义,对DNA编码的优化做出了详细分析,为DNA计算的发展注入了活力。 李珍 王淑栋关键词:DNA计算 DNA编码 WATSON-CRICK HAMMING距离 DNA自组装技术的研究进展及难点(英文) 被引量:5 2008年 近年来,DNA自组装成为DNA计算及纳米材料科学等领域研究的热点,它关系着DNA计算机的发展.DNA分子如何组装已成为许多学者关注的焦点.为此,文中主要围绕着DNA分子组装成的初级元件的类型:一条长的DNA单链、多条短寡核苷酸链和自组装单元,重点从自组装的初级元件形成的一维、二维及三维结构上讨论DNA自组装技术与方法.文中讨论了这些技术的原理及应用的研究进展,并且分析了DNA自组装应用于DNA计算的主要难点及解决方案.首先,编码的好坏决定着实验是否能实施;其次,DNA单链之间组装的角度及初级原件之间的连接是影响自组装体产量的关键因素;从具体的实验操作上看,每条DNA单链的浓度比例及退火温度则决定着自组装的成败.随着学科之间的高度交叉,DNA自组装将是材料学、信息学、生物学等领域的重要研究方向,也是推动DNA计算机发展的重要手段. 杨静 张成DNA计算中核酸序列设计方法比较研究(英文) 被引量:4 2008年 DNA计算是将现实问题进行编码,映射到DNA分子上,然后通过分子生物实验产生出代表问题解的DNA分子,最后通过检测技术提取出该DNA分子.高质量的DNA编码可以尽可能避免或减少计算过程中出现的错误,并使检测阶段易于提取出代表问题解的DNA分子.文中对基于汉明距离和基于自由能的DNA核酸编码方法进行研究,分析了两类方法的约束条件对DNA编码质量的影响,比较了两类方法排除非特异性杂交的完备性和计算量,进一步分析了两类方法编码DNA序列的效率.通过分析和比较得到,两类DNA计算编码方法都能有效地限制DNA分子间的非特异性杂交,其中基于汉明距离的DNA编码方法的计算量比较小,但是它仅能近似地估计DNA分子间杂交的热力学稳定性,不能完全替代最小自由能的编码方法.在满足DNA计算试验精度要求的条件下,采用基于汉明距离的DNA编码设计方法不仅能有效地的挑选出特异性杂交和非特异性杂交的DNA序列,还能有效地减少计算量,从而提高DNA序列设计的效率. 张凯 耿修堂 肖建华 赵东明关键词:DNA计算 自由能 汉明距离 求解0-1规划问题的DNA计算模型(英文) 被引量:2 2008年 DNA计算是以DNA分子作为数据的一种新型计算模式.在DNA计算中首要面对的问题是编码问题.文中提出了一种双编码方法,利用这种编码方法可以使得在DNA计算的读解过程类似于DNA测序过程,容易实现自动化操作.基于该编码方法所建立的DNA计算模型可用于求解0-1规划问题,只需4次PCR反应即可读取问题的可行解.与其他DNA计算模型相比,该模型具有操作简单、易于实现的优点. 强小利 曾波 王子成 寇铮关键词:DNA计算 用于DNA编码的部分字 2011年 寻找合理的DNA编码是DNA计算中一个基本的问题.因此要给出一种方法使得DNA序列不会产生不想要的结构,尤其是假阳性是解决此问题的关键.传统方法是要求码字间的Hamming距离足够大.因此考虑用部分字的方法来解决DNA编码问题,利用部分字的洞的定义及其性质得到了关于部分字的洞、Hamming距离和Watson-CrickHamming距离的3个命题,通过部分字对DNA编码进行了优化,解决了DNA编码中的部分疑难问题. 李珍 王淑栋 李二艳关键词:DNA编码 HAMMING距离 WATSON-CRICK HAMMING距离 三元DNA编码法与扩元DNA编码法 被引量:1 2009年 DNA编码是DNA计算中初始数据库的寡核苷酸序列的设计问题,合理的DNA编码可以提高试验的成功率,从而确保DNA计算的稳定性和正确性。提出了更为合理的DNA编码改进Hamming距离与用于DNA编码的DNA码矩阵;给出设计优码字的三元DNA编码法以及扩元DNA编码法并对算法的复杂性进行了分析;结合算例给出算法设计DNA码字的优点。 宋弢 王淑栋 马芳芳关键词:DNA计算 DNA编码 HAMMING距离 A DNA length reducing computing model for maximum independent set problem 被引量:1 2010年 In this paper, a new molecular computing model is developed to solve the maximum independent set problem, based on the method of DNA length reducing. To solve the maximum independent set problem with n-vertices and m-edges, the time complexity is O(n+m). With the enlargement of the problem scale, the numbers of the required tubes will increase linearly. Two important methods in this experiment are single strand DNA (ssDNA) circularization and DNA length reducing. In addition, using reverse polymerase chain reaction (PCR) and circligase, the structure of DNA molecules is changed in each computing step, transforming from linear double strand DNA (dsDNA) to linear ssDNA and circular ssDNA. Using the circular DNA structure, the recombina-tion among DNA molecules is avoided. To verify this computing model, a small maximum independent set problem was solved. Zhang Cheng Yang Jing Xu Jin Zhao DongMing关键词:NP-COMPLETE PROBLEM CIRCULARIZATION DNA LENGTH REDUCING DNA缩短法计算模型求解最大独立集问题 被引量:7 2009年 提出了一种基于环形DNA缩短法的新型计算模型.该模型可以求解n个顶点m条边的图的最大独立集.算法的时间复杂度是O(n+m).随着问题规模的增大,计算所需的试管数量呈线性增长.在计算模型的生物操作中,有两个主要技术:DNA分子内环化和DNA长度逐步缩短.结合反向PCR(聚合酶链式反应),磁珠吸附和环化酶催化等多种方法,在求解步骤中,DNA分子的结构在线性双链DNA(dsDNA)、线性单链DNA(ssDNA)和环形单链DNA之间进行循环变化.利用环形DNA分子的结构特点,在计算过程中避免了DNA分子间重组.为了证实该DNA计算模型的可行性,利用其求解了一个最大独立集问题的实例. 张成 杨静 许进 赵东明关键词:NP完全问题 反向PCR DNA计算中荧光技术的应用及其发展 被引量:7 2009年 DNA计算作为前沿科学研究的重点和热点,已经从简单发展为复杂,从理论转化为应用.在这一过程中,反应速度快、变化灵敏的荧光标记技术发挥了重要的作用.文中围绕DNA计算和荧光标记技术两个方面进行说明.一方面,对近年来DNA计算中荧光技术的应用进行了总结:(1)荧光标记的表面计算;(2)与某些酶切技术相结合的荧光检测;(3)与DNA链置换相结合的荧光技术;(4)与基因沉默技术相结合的荧光DNA逻辑门;(5)与DNA自组装立体结构相结合的荧光技术;(6)与DNA变构相结合的荧光技术.另一方面,介绍了几种近年来发展起来的新型荧光技术:(1)荧光信号识别放大技术;(2)与磁珠技术相结合的荧光技术;(3)与PH值变化相结合的DNA荧光技术;(4)与miRNAs检测相结合的荧光技术.在今后的研究中,只有将这两者紧密结合,才能发挥DNA计算天然的优势. 张成 杨静 王淑栋关键词:DNA计算 DNA分子 杂交