基于DNA链置换构建逻辑计算模型

作者：吴涛; 郭冰洁; 董亚非^*

来源：计算机技术与发展, 2019, 29(01): 44-48.

• DNA
• 与非门
• 半加器
• 链置换
• 荧光标记

近年来,随着电子元器件的微型化趋势,其传统制作工艺所面临的挑战也日益显著,寻找新型手段辅助甚至替代传统硅基计算机已逐渐成为科学家们的研究重点。所以,随着生物化学技术的不断发展,以DNA分子作为存储数据和运算媒介的新型计算模型引起了研究者的广泛关注。为此,提出了基于DNA链置换与荧光标记的分子逻辑计算模型。该方法利用重金属离子Hg2+能够引发组成DNA分子中胸腺嘧啶(thymine,T)形成T-Hg2+-T错配的形式,通过检测荧光信号强度的相对变化,构建了与非逻辑门(NAND)。之后,在前者的基础上利用DNA富含鸟嘌呤(guanine,G)的片段可以形成G-四链体结构的情况下,通过结合氯化血红素(Hemin)形成具有过氧化物酶的活性进而促进过氧化氢(H2O2)氧化四甲基联苯胺(TMB)得到蓝色的TMB+,以此构建半加器。

• 单位
  陕西师范大学; 生命科学学院