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DNA運算

DNA運算DNA computing,或譯DNA計算)是一種電腦運算形式,利用DNA生物化學以及分子生物學原理,而非傳統上以為基礎的電腦技術。

DNA運算,或更广泛的说,分子運算,是一個新出現的交叉學門領域。此领域内研究热点包括理论、实验和DNA运算的应用。

历史 编辑

DNA运算最先由南加州大学伦纳德·阿德曼在1994年实现。[1]Adleman演示了一种将DNA应用于解决七点 哈密頓路徑問題概念验证方法。自Adleman的实验以后,学界又取得了许多进展,多种图灵机被证明是可行的。[2][3]

尽管一开始的研究热点集中在解决P/NP问题,但人们旋即意识到此类问题并不是DNA运算的最佳应用场合,以致有多种意见要求寻找杀手级应用。1997年,计算机学家 Mitsunori Ogihara和生物学家Animesh Ray一道提出了一种组合逻辑电路的评价方法,并描绘了实现方法。[4][5] 2002年,来自Weizmann Institute of Science的研究者公开了一种由DNA分子和酶,而不是硅组成的计算机器。[6] 2004年3月28日,Weizmann Institute的Ehud Shapiro, Yaakov Benenson, Binyamin Gil, Uri Ben-Dor,和Rivka Adar在自然杂志上发表文章称,他们实现了一种整合了输入输出的DNA计算机,理论上可以实现细胞内的癌症诊断,并释放抗癌药物。DNA分子由四种碱基组成,通过酶改变他们的排列可以进行计算。[7][8] 2004年,英国科学家成功的在一小团DNA中存储了大量文件,并成功读取。[9]

参考文献 编辑

  1. ^ L. M. Adleman. Molecular computation of solutions to combinatorial problems. Science. 1994-11-11, 266 (5187): 1021–1024 [2018-04-02]. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.7973651. (原始内容于2018-01-31) (英语).  — 第一篇DNA运算文章.描述分立的 哈密頓路徑問題.参阅: (PDF). [2005-11-21]. (原始内容 (PDF)存档于2005-02-06). 
  2. ^ Dan Boneh, Christopher Dunworth, Richard J. Lipton, Jir̆í Sgall. On the computational power of DNA. Discrete Applied Mathematics: 79–94. [2018-04-02]. doi:10.1016/s0166-218x(96)00058-3. (原始内容于2018-06-04).  — 描述布尔可满足性问题.参阅: (PDF). [2011-10-14]. (原始内容 (PDF)存档于2012-04-06). 
  3. ^ Lila Kari, Greg Gloor, Sheng Yu. Using DNA to solve the Bounded Post Correspondence Problem. Theoretical Computer Science. January 2000, 231 (2): 192–203 [2011-10-22]. (原始内容于2008-04-18). 参阅: http://www.csd.uwo.ca/~lila/pdfs/Using%20DNA%20to%20solve%20the%20Bounded%20Post%20Correspondence%20Problem.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
  4. ^ M. Ogihara and A. Ray, "Simulating Boolean circuits on a DNA computer" (页面存档备份,存于互联网档案馆). Algorithmica 25:239–250, 1999.
  5. ^ "In Just a Few Drops, A Breakthrough in Computing" (页面存档备份,存于互联网档案馆), 纽约时报, May 21, 1997
  6. ^ Lovgren, Stefan. Computer Made from DNA and Enzymes. National Geographic. 2003-02-24 [2009-11-26]. (原始内容于2003-02-26). 
  7. ^ Shu, Jian-Jun; Wang, Q.-W.; Yong, K.-Y. DNA-based computing of strategic assignment problems. Physical Review Letters. 3 May 2011, 106 (18): 188702. Bibcode:2011PhRvL.106r8702S. PMID 21635133. S2CID 25989989. doi:10.1103/PhysRevLett.106.188702. 
  8. ^ Shu, Jian-Jun; Wang, Q.-W.; Yong, K.-Y.; Shao, F.; Lee, K.J. Programmable DNA-mediated multitasking processor. Journal of Physical Chemistry B. 30 April 2015, 119 (17): 5639–5644. Bibcode:2015arXiv150803509S. PMID 25874653. S2CID 10446710. arXiv:1508.03509 . doi:10.1021/acs.jpcb.5b02165. 
  9. ^ Yaakov Benenson, Binyamin Gil, Uri Ben-Dor, Rivka Adar, Ehud Shapiro. An autonomous molecular computer for logical control of gene expression. Nature. 2004/05, 429 (6990): 423–429 [2018-04-02]. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/nature02551. (原始内容于2019-02-15) (英语).  . Also aviable here: (PDF). [2013-10-23]. (原始内容 (PDF)存档于2012-04-02). 

參見 编辑

外部連結 编辑

dna運算, 此條目需要擴充, 2010年10月29日, 请協助改善这篇條目, 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到, 请在擴充條目後將此模板移除, computing, 或譯dna計算, 是一種電腦運算形式, 利用dna, 生物化學以及分子生物學原理, 而非傳統上以硅為基礎的電腦技術, 或更广泛的说, 分子運算, 是一個新出現的交叉學門領域, 此领域内研究热点包括理论, 实验和dna运算的应用, 目录, 历史, 参考文献, 參見, 外部連結历史, 编辑dna运算最先由南加州大学的伦纳德, 阿德曼在1994. 此條目需要擴充 2010年10月29日 请協助改善这篇條目 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到 请在擴充條目後將此模板移除 DNA運算 DNA computing 或譯DNA計算 是一種電腦運算形式 利用DNA 生物化學以及分子生物學原理 而非傳統上以硅為基礎的電腦技術 DNA運算 或更广泛的说 分子運算 是一個新出現的交叉學門領域 此领域内研究热点包括理论 实验和DNA运算的应用 目录 1 历史 2 参考文献 3 參見 4 外部連結历史 编辑DNA运算最先由南加州大学的伦纳德 阿德曼在1994年实现 1 Adleman演示了一种将DNA应用于解决七点 哈密頓路徑問題的概念验证方法 自Adleman的实验以后 学界又取得了许多进展 多种图灵机被证明是可行的 2 3 尽管一开始的研究热点集中在解决P NP问题 但人们旋即意识到此类问题并不是DNA运算的最佳应用场合 以致有多种意见要求寻找杀手级应用 1997年 计算机学家 Mitsunori Ogihara和生物学家Animesh Ray一道提出了一种组合逻辑电路的评价方法 并描绘了实现方法 4 5 2002年 来自Weizmann Institute of Science的研究者公开了一种由DNA分子和酶 而不是硅组成的计算机器 6 2004年3月28日 Weizmann Institute的Ehud Shapiro Yaakov Benenson Binyamin Gil Uri Ben Dor 和Rivka Adar在自然杂志上发表文章称 他们实现了一种整合了输入输出的DNA计算机 理论上可以实现细胞内的癌症诊断 并释放抗癌药物 DNA分子由四种碱基组成 通过酶改变他们的排列可以进行计算 7 8 2004年 英国科学家成功的在一小团DNA中存储了大量文件 并成功读取 9 参考文献 编辑 L M Adleman Molecular computation of solutions to combinatorial problems Science 1994 11 11 266 5187 1021 1024 2018 04 02 ISSN 0036 8075 doi 10 1126 science 7973651 原始内容存档于2018 01 31 英语 第一篇DNA运算文章 描述分立的 哈密頓路徑問題 参阅 存档副本 PDF 2005 11 21 原始内容 PDF 存档于2005 02 06 Dan Boneh Christopher Dunworth Richard J Lipton Jir i Sgall On the computational power of DNA Discrete Applied Mathematics 79 94 2018 04 02 doi 10 1016 s0166 218x 96 00058 3 原始内容存档于2018 06 04 描述布尔可满足性问题 参阅 存档副本 PDF 2011 10 14 原始内容 PDF 存档于2012 04 06 Lila Kari Greg Gloor Sheng Yu Using DNA to solve the Bounded Post Correspondence Problem Theoretical Computer Science January 2000 231 2 192 203 2011 10 22 原始内容存档于2008 04 18 参阅 http www csd uwo ca lila pdfs Using 20DNA 20to 20solve 20the 20Bounded 20Post 20Correspondence 20Problem pdf 页面存档备份 存于互联网档案馆 M Ogihara and A Ray Simulating Boolean circuits on a DNA computer 页面存档备份 存于互联网档案馆 Algorithmica 25 239 250 1999 In Just a Few Drops A Breakthrough in Computing 页面存档备份 存于互联网档案馆 纽约时报 May 21 1997 Lovgren Stefan Computer Made from DNA and Enzymes National Geographic 2003 02 24 2009 11 26 原始内容存档于2003 02 26 Shu Jian Jun Wang Q W Yong K Y DNA based computing of strategic assignment problems Physical Review Letters 3 May 2011 106 18 188702 Bibcode 2011PhRvL 106r8702S PMID 21635133 S2CID 25989989 doi 10 1103 PhysRevLett 106 188702 Shu Jian Jun Wang Q W Yong K Y Shao F Lee K J Programmable DNA mediated multitasking processor Journal of Physical Chemistry B 30 April 2015 119 17 5639 5644 Bibcode 2015arXiv150803509S PMID 25874653 S2CID 10446710 arXiv 1508 03509 nbsp doi 10 1021 acs jpcb 5b02165 Yaakov Benenson Binyamin Gil Uri Ben Dor Rivka Adar Ehud Shapiro An autonomous molecular computer for logical control of gene expression Nature 2004 05 429 6990 423 429 2018 04 02 ISSN 1476 4687 doi 10 1038 nature02551 原始内容存档于2019 02 15 英语 请检查 date 中的日期值 帮助 Also aviable here 存档副本 PDF 2013 10 23 原始内容 PDF 存档于2012 04 02 參見 编辑肽運算 Peptide computing 平行運算 Parallel computing 量子運算 Quantum computing MAYA II外部連結 编辑How Stuff Works explanation 页面存档备份 存于互联网档案馆 Physics Web 页面存档备份 存于互联网档案馆 Ars Technica 页面存档备份 存于互联网档案馆 A Bibliography of Molecular Computation and Splicing Systems NY Times DNA Computer for detecting Cancer 页面存档备份 存于互联网档案馆 Bringing DNA computers to life in Scientific American Japanese Researchers store information in bacteria DNA 取自 https zh wikipedia org w index php title DNA運算 amp oldid 73838581, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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