国家高技术研究发展计划(2006AA01Z104)
- 作品数：35 被引量：138H指数：8
- 相关作者：殷志祥许进赵前进耿修堂孙侠更多>>
- 相关机构：安徽理工大学华中科技大学北京大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划安徽省高校省级自然科学研究项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术理学兵器科学与技术更多>>
- 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
- 可满足问题的分子信标计算模型(英文)被引量：10
- 2008年
- 分子信标(Molecular Beacon)是一种发夹状的荧光探针,它可以特异地和那些与分子信标的环(Loop)互补的核酸靶序列杂交,具有单个碱基错配的检测能力.肽核酸(Peptide Nucleic Acid)是人工合成的核酸(DNA)的类似物.PNA骨架为酰胺键,与DNA补链杂交更稳定,可以阻止聚合酶延伸反应.文中将可满足问题的约束变量编码于分子信标的环部识别区,通过分子信标与使得给定范式为真的变量的PNA补链杂交,再利用PNA链可以阻止聚合酶延伸反应的性质,用限制性内切酶EcoRI降解对应于非解的分子信标,最后通过加热表面使分子信标构形发生变化,产生荧光读解.提出的可满足问题的分子信标计算模型具有可靠性高、无需观察和记录计算的中间结果、读解简单等优点.
- 殷志祥崔建中支凌迎孙侠黄晓慧
- 关键词：DNA计算分子信标肽核酸荧光
- 复杂多个体系统领导者—跟随一致性研究被引量：2
- 2010年
- 讨论了强连通网络拓扑情况下的领导者—跟随一致性问题,在跟随者的一致性协议中引入了聚合项,运用李亚普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性,研究发现聚合项的引入对多个体系统达到一致具有重要影响,即增大聚合增益能使跟随者快速跟踪上领导者,从而提高系统的跟踪性能。最后给出仿真例子对理论分析进行了验证。
- 宋晓欣李德权
- 关键词：多个体系统一致性强连通
- 编码问题在DNA计算中的现状及展望
- 2010年
- 在DNA计算中DNA编码的质量和数量都对所得到的解空间有重要的影响。文中首先简要的介绍了DNA计算概况,然后通过目前在DNA编码设计的过程中所用的约束条件大概的介绍了编码问题的现状。通过编码设计的方法和评价标准指出了DNA编码问题目前的缺陷并且展望了DNA编码中需要解决的问题。
- 范胜殷志祥丁啸汪勇
- 关键词：DNA计算
- 基于最小自由能的DNA编码设计算法被引量：3
- 2008年
- 为了提高DNA计算的有效性和可靠性,提出了一种启发式的全局搜索DNA编码算法。算法生成一组等长的DNA序列,这组DNA序列满足统一的解链温度约束和最小自由能约束。通过枚举所有可能的DNA杂交的二级结构,根据Nearest-Neighbors热力学模型计算出这些组合结构的最小自由能,可极大地提高DNA序列自由能的计算精度。该算法比传统基于汉明距离的DNA编码算法设计的DNA序列具有更好的稳定性和可靠性。
- 张凯肖建华耿修堂强小利
- 关键词：DNA计算
- 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
- DNA计算机原理、进展及难点(Ⅲ):分子生物计算中的数据结构与特性被引量：13
- 2007年
- 分子生物计算是指以生物大分子作为数据来进行信息处理的计算模式.目前的分子生物计算主要包含DNA计算、RNA计算和蛋白质计算这三种计算模型.另外,还有一些学者提出采用PNA分子进行计算.但由于PNA计算、RNA计算和蛋白质计算目前还没有一些实质性的突破,故在此不做讨论.研究掌握作为数据的DNA分子特性与结构,显然是DNA计算中的一个基本问题.因而文中主要对各种DNA分子的结构与特征进行讨论.针对问题的不同,模型的不同,采用的DNA分子类型也不同,目前主要用到的是单链的、双链的和具有粘性末端的DNA分子.其次用到的是发夹构型的DNA分子、质粒DNA分子等.文中特别讨论了作为数据的DNA分子与相应的生物计算模型有机相结合的一些基本的问题.
- 许进张社民范月科郭养安
- 关键词：DNA计算
- DNA计算机原理、进展及难点(Ⅳ):论DNA计算机模型被引量：35
- 2007年
- 在DNA计算机研究中,所建模型的好坏直接影响着DNA计算中诸多问题,如编码的难易程度、整个生物操作或生化反应的设计、解空间的大小、计算时间多少、应用范围以及通用性的程度等.如何建立快速的、功能强的、具有一定通用性的DNA计算机模型,是从事DNA计算机研究者一直关注与感兴趣的难题.为此,该文将主要围绕着DNA计算机的模型建立展开讨论,重点讨论10年来所建立起来的一些主要模型.共分为三种类型:第一种是利用DNA分子结构与特性所建立起来的几种主要模型;第二种是利用生物操作方式所建立的三种模型:试管型、表面型与芯片型;第三种是所谓的DNA计算机模型.文中讨论了这些模型的基本原理、功能、优缺点以及应用的研究进展等.最后,对DNA计算机模型研究中的难点进行了分析,并给出了相应的解决思路.
- 许进谭钢军范月科郭养安
- 关键词：DNA计算DNA计算机
