DNA運算

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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 InstituteEhud 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。近日,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。[7]

参考文献[编辑]

  1. ^ Adleman, L. M. Molecular computation of solutions to combinatorial problems. Science. 1994, 266 (5187): 1021–1024. doi:10.1126/science.7973651. PMID 7973651.  编辑 — 第一篇DNA运算文章.描述分立的 哈密頓路徑問題.参阅: http://www.usc.edu/dept/molecular-science/papers/fp-sci94.pdf
  2. ^ Boneh, D.; Dunworth, C.; Lipton, R. J.; Sgall, J. Í. On the computational power of DNA. Discrete Applied Mathematics. 1996, 71: 79–94. doi:10.1016/S0166-218X(96)00058-3.  编辑 — 描述布尔可满足性问题.参阅: http://www.cs.tau.ac.il/~kempe/TEACHING/SEMINAR-LENS-SPRING08/boneh95DNAcomputational.pdf
  3. ^ Lila Kari, Greg Gloor, Sheng Yu. Using DNA to solve the Bounded Post Correspondence Problem. Theoretical Computer Science. 2000.January, 231 (2): 192–203. 参阅: http://www.csd.uwo.ca/~lila/pdfs/Using%20DNA%20to%20solve%20the%20Bounded%20Post%20Correspondence%20Problem.pdf
  4. ^ M. Ogihara and A. Ray, "Simulating Boolean circuits on a DNA computer". Algorithmica 25:239–250, 1999.
  5. ^ "In Just a Few Drops, A Breakthrough in Computing", 纽约时报, May 21, 1997
  6. ^ Lovgren, Stefan. Computer Made from DNA and Enzymes. National Geographic. 2003-02-24 [2009-11-26]. 
  7. ^ Benenson, Y.; Gil, B.; Ben-Dor, U.; Adar, R.; Shapiro, E. An autonomous molecular computer for logical control of gene expression. Nature. 2004, 429 (6990): 423–429. doi:10.1038/nature02551. PMID 15116117.  编辑. Also aviable here: http://www.wisdom.weizmann.ac.il/~udi/papers/automoleculcomp_nat04.pdf

參見[编辑]

外部連結[编辑]