国家教育部博士点基金(20070001020)
- 作品数：11 被引量：49H指数：5
- 相关作者：许进强小利张成杨静赵东明更多>>
- 相关机构：北京大学华中科技大学中国科学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点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一般工业技术理学更多>>
- 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
- 最小支配集问题的活体分子计算模型被引量：2
- 2009年
- 生物体内分子网络中信息的传输、储存、放大、整合等大量任务可以看成是一种生物分子计算过程.文中提出了一种活体分子计算模型,借助RNA干扰技术和乳糖操纵子调控模型,在细胞内构建了一个基因网络,用于求解图的最小支配集.该模型展示了利用生物体自身的信息处理能力进行计算的能力,在生物体内建立具有一定智能的分子机器,这将在计算科学、生物学、医学上有着深远的应用前景.
- 刘向荣王淑栋郗方陈梅
- 关键词：基因网络RNA干扰
- 基于环形DNA分子的一种求解最大集团的计算模型被引量：4
- 2010年
- 文中提出了一种基于环形DNA分子的新型计算模型.该模型的核心构成包括环形DNA分子,链霉亲和素包被的磁珠及环化酶.通过应用该模型解决了一个5个顶点的最大团问题,证明了该模型的可行性.在整个计算过程中,真解的搜索是借助于磁珠和环化酶,DNA分子结构在线性和环形之间相互转化.环形DNA分子的应用极大地减少了计算所需的时间和空间,算法的时间和空间复杂度均为O(n+m).对于解决一个n个节点的最大团问题,这种算法和枚举型算法相比,在搜索过程中所需试管数较少,只需n+1个试管,而利用枚举型算法则需要2n个试管.另外,文中构建的非枚举型初始解空间大大提高了DNA计算机的存储和计算能力.在将来,这种新型的DNA计算模型或许会成为一种解决某些NP完全问题的有效工具.
- 杨静张成许进刘向荣强小利
- 关键词：DNA计算NP完全问题环化酶磁珠
- 活体生物计算模型的研究进展及展望(英文)
- 2008年
- 活体生物计算模型是基于生物体内各种生化分子以特定的形式互相协作、处理信息的能力而出现的一种新的计算模型.由于其计算组成部件是直接镶嵌在生物活体里面,并且显示具有一定的计算能力,这可以使人们深入研究生物体信息处理能力以及获得对这种能力的有效控制.该文介绍了近几年几类体内生物计算模型,用于求解NP完全问题、基因逻辑电路、分子自动机研究状况,并对未来的发展方向进行了展望.
- 刘向荣赵东明郗方李菲
- 关键词：生物计算NP问题
- 基于粘贴和删除系统的图着色问题分析(英文)被引量：6
- 2008年
- 图着色问题是图与组合优化中的一个NP-完全问题.现有算法在求解图着色问题时,计算复杂性随着待解问题规模的增大呈指数增长.粘贴系统和删除系统是分别基于粘贴运算和删除运算的两种语言生成器.文中将图着色问题和图的坏边数结合起来,将图着色问题转化成搜索最长序列的问题,然后利用粘贴系统和删除系统的并行性,得到了图的色数及其所有色类.与已有求解图着色问题的DNA算法相比,新的算法具有较低的复杂性.
- 王淑栋
- 关键词：DNA计算图着色
- Molecular Computations of the Maximal Clique Problem Using DNA Self-assembly
- In recent years,DNA self-assembly has widely developed in the fields of DNA computing and nanotechnology.Up to...
- Yang Jing1
- 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
- 图的最大团与最大独立集粘贴DNA计算模型被引量：12
- 2010年
- 粘贴模型(stickermodel)是DNA计算中一个很重要的模型.其主要原理就是采用单双链混合型DNA分子进行编码,其优点在于在生物操作过程中不需要DNA链的延伸,不需要生物酶的作用以及DNA链可重复使用等,因此引起了来自不同学科的学者们的广泛关注与兴趣.文中提出了一种求解图的最大团问题的DNA计算模型,该模型采用了两种基本并行计算处理思想,一种是将图分解成小的子图来处理的并行思想;另一种是进行并行生物操作.
- 范月科强小利许进
- 关键词：DNA计算粘贴模型最大团问题
