DNA计算及DNA计算机的研究进展

概述了DNA计算的基本原理、DNA计算的应用和DNA计算机的研究进展及存在问题，基于DNA生化反应的计算机称为DNA计算机，由于其采用一种完全不同于传统计算机的运算逻辑与存贮方式，DNA计算机在解决某些复杂问题时具有传统计算机无法比拟的优势，目前国际上关于DNA计算和DNA分子生物计算机的研究方兴未艾，极大地推进了DNA计算机的研究过程。     

DNA机器人

或许未来数十年后，成群的DNA机器人能够用来探寻人体病变的信号。 在纽约某个化学实验室的高脚杯里，有只“蜘蛛”正在利用“折纸工艺”铺筑的“轨道”上蹒跚前行。此“蜘蛛”其实是用DNA——即指挥合成蛋白质的双螺旋链条“编写”而成的微型机器人。     

DNA计算机

脱氧核糖核酸（简称DNA）是生物体内的一种具有双螺旋结构的遗传物质,用DNA可以进行运算,即构成的DNA计算机能很快地求解复杂的问题;以DNA编码为信息的载体,DNA计算机中的输入和输出设备都是DNA的,链用一系列二进制的数代表所求问题中的变量,用DNA中特有的寡核苷酸序列表示这些二进制的数,再将DNA利用分子生物和化学组装技术组装到芯片上,利用DNA杂交化学方法,排除各种代表不正确解的寡核苷酸序列,最后通过聚合酶链式反应（PCR）和各种检测技术读出保留在芯片上的DNA序列,读出的DNA序列所代表的二进制数即为所求问题的解,本文将从DNA运算过程入手,介绍DNA计算机的原理和DNA计算机的若干最新研究进展。     

DNA电脑

科学家研究发现，脱氧核糖核酸（DNA）有一种特性，能够携带生物体各种细胞拥有的大量基因物质。数学家、生物学家、化学主U万计包机专家从中得到启迪，正在合作研制未来的的液体DNA电脑。这种DNA电脑的工作原理是以瞬间发生的化学反应为基础，通过和酶的相互作用，将反应过程进行分子编码，对问题以新的DNA编码形式加以解答。和普通的电脑相比，DNA电脑的优点首先是体积小，但存储的信息量却超过现代世界上所有的电脑。它用于存储信息的空间仅为普通计算机的几兆分之一。其信息可存储在数以兆计的DNA链中。一升的DNA电脑只需几天…     

DNA details

Handy helpers in this week's issue include a dual-purpose device for vertical electrophoresis and electroblotting, a triple-tray gel box and news of a new patent sequence data bank.     

基于闭环DNA的边着色问题DNA算法

提出一种新的DNA计算模型——闭环DNA计算模型。引进了批删除实验。讨论了其实现过程;提出并证明了边着色问题的基本定理,设计并实现了闭环DNA计算算法．该算法将边的DNA编码分为两部分,一部分存储边和色位置的二维数据,另一部分存储色号值;在DNA计算的主体部分用批删除实验得到全部正常的边着色,并通过电泳实验和检测实验获得χ′^-正常边着色．举例说明了算法的有效性和可行性．     

Clustered DNA damage induced by protons radiation in plasmid DNA

Clustered DNA damage is considered as a critical type of lesions induced by ionizing radiation, which can be converted into the fatal or strong mutagenic complex double strand breaks (DSBs) during damage processing in the cells. The new data show that high energy protons produce more potentially lethal DSBs than low LET radiation. In this study, plasmid DNA were used to in-vestigate and re-evaluate the biological effects induced by the protons with the LET of ～3.6 keV/μm at the molecular level in vitro, including single strand breaks (SSBs), DSBs, isolated and clustered base damages. The results of complex DNA damage detections indicated that protons at the given LET value induce about 1.6 fold more non-DSB clustered DNA damages than the prompt DSB. The DNA damage yields by protons were greater than that by γ-rays, specifically by 6 fold for the isolated type of DNA damage and 14 fold for the clustered damage. Furthermore, the spectrum of damages was also demonstrated to be depended on the radiation quality, with protons producing more DSBs relative to clusters than do γ-rays.     

以病毒的230 kb DNA分子为模板的DNA序列测定

目的：为确认Tn3-gpt已插入小鼠巨细胞病毒(mouse cytomegalovirus，MCMV)基因组的特定位置，改进大分子病毒DNA的测序方法，建立以230kb DNA为模板直接进行DNA序列测定的方法。方法：待测MCMV的Tr3-gpt插入突变株感染NIH3T3细胞后，从培养液中制备病毒颗粒并从中纯化得到基因组DNA，以此DNA为模板，合成的寡核苷酸为引物，用热循环方法按Promega公司的DNA Cycle Sequencing System试剂盒的方法进行测序。结果：获得纯度较高可直接作为模板进行测序的：DNA，测序所得放射自显影图片条带清晰明亮，间隔正常，分辨率较高，可顺利读出插入位点的MCMV的DNA序列，证实Tn3-gpt插入在特定的位置。结论：长达230kb的大分子病毒DNA可直接作为模板，用热循环测序方法进行测序，无需切割成小片段后才进行测序。