DNA计算中编码序列集合设计

项目名称： DNA计算中编码序列集合设计

项目编号： No.30870573

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2009

项目学科： 金属学与金属工艺

项目作者： 张强

作者单位： 大连大学

项目金额： 32万元

中文摘要： DNA计算是以编码DNA序列和相关的生物酶等作为基本材料，基于生化反应原理的一种新型的计算方式，在这种新型计算方式中,信息是通过DNA 分子的四种碱基来编码的, 并通过DNA 分子间的特异性杂交来实现的。编码问题的研究就是希望在实际的生化反应过程中，编码每一个信息元（或位）的 DNA分子能够被唯一识别，提高DNA计算的效率和可靠性，因而编码问题是DNA计算研究中的核心问题。在编码问题中主要关心二个指标: 编码数量和编码质量。编码数量越大，解决问题的应用规模也就越大；编码质量越高，DNA计算的可靠性越高。但是，在实际问题中它们是相互矛盾的。设计DNA序列集合就是在满足一定编码质量的条件下，求所能得到的最大的编码集合。针对DNA编码集合研究中深度和广度都有所欠缺的问题，结合DNA计算的实际需要，本项目提出了汉明距离约束及组合约束下的DNA编码界的理论与方法，以期提高DNA计算的规模和可靠性。

中文关键词： DNA计算；DNA编码；编码界

英文摘要： DNA computing is a new computing paradigm, which is based on the principle of biochemical reaction and the encoded DNA sequences along with enzyme are the basic material. In this paradigm, information is encoded by the nucleic acids bases of DNA moleculars and is performed by the specific hybridization among the moleculars. The encoding problem is that in the practical biochemical reactions, the encoded information unit can be identified uniquely. For this reason, the encoding problem is a key problem in DNA computing. In this problem, the encoding quantity and quality are the most important indexes. However, in fact, these two indexes are incompatible. The design of DNA sets is that under some encoding quality finding the maxmum encoding sets. Aiming at the problems of deepness and extent for this problem and considering the practical needs, we present the theory and methods for DNA encoding bounds under the Hamming distance and combinatorial constraints in order to improve the scale and the reliability of DNA computing.

英文关键词： DNA computing;DNA encoding;encoding bounds