DNA存储技术国际发展态势分析

随看互联网和人工智能等信息技术和数字技术的快速发展,信息重呈指数级飞快增长,传统的硅基存储设备将面临发展瓶颈,而DNA存储具有数据存储密度大、稳定性好、能效低、存储时间长、易备份等优势,可成为数据存储的有效工具.本文对DNA存储技术的发展历程及发展现状进行了概述,对在DNA存储技术领域方面有政策规划与举措的主要国家和地...     

美科学家借助DNA原理装配微芯片

美国明尼苏达大学教授理查德·基尔等人 ,利用DNA能按照既定模式自我组装的特点 ,用密集排列的常规接脚合成了“DNA框架” ,作为组装运算或存储用微电路的模板。研究人员称 ,“DNA框架”所指导合成的处理电路 ,集成度是目前最好的处理电路的 10 0 0倍。它指导合成的存储电路 ,集成度是目前CPU芯片中管线存储电路的 10 0倍。研究人员最早在 2 0 0 3年就发表了相关论文。如今 ,他们又对合成方法进行了改进 ,使微元件的组装更有效率 ,这一成果发表在去年 12月的美国化学学会刊物《纳米通信》上。DNA分子是自然界最好的信息存储材料 ,有科…     

基于DNA技术的对称加密方法

DNA密码是伴随着DNA计算的研究而出现的密码学前沿领域．文中结合现代基因工程技术和密码学技术设计了一个对称加密系统——DNASC．在DNASC中，加密钥和解密钥是DNA探针，密文是特殊设计的DNA芯片．系统的安全性主要基于生物学困难问题而不是传统的计算问题，因而对未来的量子计算机的攻击免疫．加密过程是制作特殊设计的DNA芯片（微阵列），解密过程是进行芯片杂交．在DNASC中，数以万亿计的DNA探针被方便地同时进行杂交并识别出来，从一定程度上体现了DNA在超大规模并行计算和超高容量数据存储方面的巨大潜力．     

针对DNA合成的生物安全活动建议

正从2002年科学家展示了创建完整病毒基因组的方法以来,DNA合成技术已变得越来越容易获得,其应用也日渐广泛。DNA编辑和合成的新方法使操作生物制剂和系统变得更加容易,发生灾难性意外事件或蓄意发生生物事件的风险增加。防止恶意行为者有意或其他用户无意中滥用DNA合成技术来制造病原体或毒素DNA的问题变得越来越重要。核威胁倡议协会(Nuclear Threat Initiative,NTI)和世界经济论坛(World Economic Forum,WEF)于2020年1月9日发布《生物安全创新和减少风险:可获取、安全和可靠的DNA合     

基于DNA分子的逻辑门与计算机

本文对基于DNA分子的逻辑门与计算机研究进行了综述。DNA逻辑门与DNA计算机是目前非常活跃的研究领域,有可能解决电子计算机发展的瓶颈问题。本文从DNA逻辑门的分子基础、DNA逻辑门和DNA计算机等几个方面进行了介绍,并且对可能的发展方向作了一些预期。     

Effect of an ecdysteroid on DNA synthesis,DNA polymerase α and thymidine kinase activities ofDrosophila melanogaster cells in vitro

Summary 10^–7 M 20-OH-ecdysone treatment of a diploidDrosophila clone results in an inhibition of 60% of the DNA synthesis from 18 h of treatment on. After 48 h of hormone treatment the thymidine kinase activity is 70% inhibited; concomitantly a 60–70% lowering of the acid-soluble specific activity is observed. In the meantime the DNA polymerase activity is reduced.     

基于DNA技术的非对称加密与签名方法

结合现代基因工程技术和密码学技术设计了一个非对称加密与签名系统DNA-PKC,这是在生物密码研究领域的初步探索.类似于传统的公钥密码,DNA-PKC的密钥由加密钥和解密钥组成,加密者之间互相不能解密,只有解密钥的拥有者才能解密所有密文.不同于传统的公钥密码,DNA-PKC的密钥与密文均为生物分子实物,在应用协议等方面具有不同的要求.在安全性方面,DNA-PKC主要依赖于生物学问题而不是传统的计算困难问题,因而对未来的量子计算机的攻击免疫.     

以DNA为模板构筑纳米材料与分子器件

Moore定律正面临着挑战,即以硅材料为基础的集成电路元件尺寸正接近它的极限。而分子电子学有望作为一种解决的方案,替代硅电子学来构建更小的分子集成电路。DNA,以其独特的纳米尺度、分子线性结构、物理化学稳定性、力学刚性、自我识别能力以及自组装等优势,正逐步应用于分子电子学的各个领域。研究表明,DNA导电性存在着争议,而在此基础上以DNA为模板构筑纳米材料及分子器件正成为一个新的研究热点。本文在大量文献的基础上试图对以DNA为模板构筑分子导线、分子晶体管、分子计算机以及分子阵列等纳米材料及分子器件进行较为详细地归纳和总结,并对存在的问题和应用前景进行了分析和预测。     

科学家合成与DNA结构类似的新分子

据新一期法国《科学与未来》杂志报道 ,美国科学家最近在实验室中合成了与脱氧核糖核酸 (DNA)分子结构相近的苏糖核酸分子 ,一些专家认为这种物质包含遗传信息 ,可能是第三种遗传分子。含有遗传信息的DNA和RNA(核糖核酸 )已被人们所熟知 ,DNA分子中的一对核苷酸链相互盘绕组成双螺旋结构。苏糖核酸简称TNA ,是DNA和RNA的“近亲” ,它的分子中含有苏糖 ,这种糖的结构比核糖和脱氧核糖的结构简单。正是由于这种简单性 ,一些科学家认为TNA有可能担负遗传使命。3年前 ,瑞士联邦研究所的阿尔贝特·施诺兹和他的研究小组就已合成了第一…     

化学发光技术在蛋白质和DNA分析中的新进展

化学发光技术在生物技术、分子生物学、药学、临床和环境等许多领域都获得了广泛的应用，有关化学发光的评论文章近年来也有许多报道。本文就化学发光技术在蛋白质和DNA分析中的较有特色的新进展(2000年以来)进行了评述，引用文献30篇。     

科学家发现"鸟枪法"DNA测序存在缺陷

英国《新科学家》杂志网站报道，美国科学家通过研究发现，目前通常用于大片段脱氧核糖核酸(DNA)测序的“鸟枪法”存在缺陷。     

5′-Methyl-cytosine in the macronulear DNA ofBlepharisma japonicum

Summary Brief report on the presence of 5-methyl-cytosine as a minor base (0.56%) in the macronuclear DNA of the ciliate orotozoanBlepharisma japonicum. The evidence comes from electrophoresis of macronuclear DNA digested by appropriate restriction endonucleases and high-performance liquid chromatography     

Do natural DNA triple-helical structures occur and function in vivo?

Formation of natural intramolecular triple-helical structures of DNA is still an intriguing research topic in view of the possible involvement of these structures in biological processes. The biochemical and biophysical properties of DNA triplex structures have been extensively studied, and experimental data show that H-DNA is likely to form in vivo and may regulate the expression of various genes. However, direct and unambiguous evidence of the possible biological roles of these structures is yet elusive. This review focuses on the basic facts that are in favor of, or against, the hypothesis of the presence and function of natural DNA triple-helical structures in vivo, and outlines the different methods and probes that have been used to support these facts.     

科学家发现DNA可在土壤中保存40万年

英国牛津大学的科学家最近对在西伯利亚和新西兰采集的土壤标本进行研究时发现 ,脱氧核糖核酸 (DNA)可以在土壤中保存 4 0万年。该大学的阿兰·库珀教授称 ,研究人员对土壤样本中发现的古代猛犸和恐鸟的DNA进行分析后证实 ,DNA自然保存的时间远比人们想象的要长 ,这为史前研究和转基因研究开辟了新的领域。目前 ,库珀带领的研究小组正在新西兰南岛纳尔逊西北部的干燥洞穴里收集土样。他说 ,一铲土里可能有数百个物种的DNA ,其中一些属于早已灭绝的动物。令人惊讶的是 ,这些DNA竟没有被土壤中的细菌和病毒吞食 ,而是保存了下来。库珀教…     

Telomeres and DNA double-strand breaks: ever the twain shall meet?

Telomeres were first recognized as a bona fide constituent of the chromosome based on their inability to rejoin with broken chromosome ends produced by radiation. Today, we recognize two essential and interrelated properties of telomeres. They circumvent the so-called end-replication problem faced by genomes composed of linear chromosomes, which erode from their termini with each successive cell division. Equally vital is the end-capping function that telomeres provide, which is necessary to deter chromosome ends from illicit recombination. This latter property is critical in facilitating the distinction between the naturally occurring DNA double-strand breaks (DSBs) found at chromosome ends (i.e., telomeres) and DSBs produced by exogenous agents. Here we discuss, in a brief historical narrative, key discoveries that led investigators to appreciate the unique properties of telomeres in protecting chromosome ends, and the consequences of telomere dysfunction, particularly as related to recombination involving radiation-induced DSBs. Dedication. In appreciation of his heart-felt commitment to research and education, and the life-long influence he has had on the lives of students and colleagues, the authors wish to dedicate this paper to Professor Joel S. Bedford. Received 21 May 2007; received after revision 28 June 2007; accepted 6 August 2007