基于dna链置换反应的圆环形逻辑门设计-轻工学报-郑州轻工业学院.pdf

轻工学报　２０１６年１月 第３１卷 第１期　　　　　　　 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０１６ ·５５· 引用格式：崔光照，王茜，张俊亚，等．基于ＤＮＡ链置换反应的圆环形逻辑门设计［Ｊ］．轻工学 报，２０１６，３１（１）：５５－６０． 中图分类号：ＴＰ３３１；Ｑ８１１．４　　文献标识码：Ａ　　 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１５５３．２０１６．１．０１０ 文章编号：２０９６－１５５３（２０１６）０１－００５５－０６ 基于ＤＮＡ链置换反应的圆环形逻辑门设计 ＤｅｓｉｇｎｏｆｃｉｒｃｕｌａｒｌｏｇｉｃｇａｔｅｂａｓｅｄｏｎＤＮＡｓｔｒａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎ 崔光照，王茜，张俊亚，张勋才，王子成，王延峰 ＣＵＩＧｕａｎｇｚｈａｏ，ＷＡＮＧＸｉ，ＺＨＡＮＧＪｕｎｙａ，ＺＨＡＮＧＸｕｎｃａｉ，ＷＡＮＧＺｉｃｈｅｎｇ， ＷＡＮＧＹａｎｆｅｎｇ 郑州轻工业学院 电气信息工程学院，河南 郑州４５０００２ ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ 关键词： ４５０００２，Ｃｈｉｎａ ＤＮＡ链置换反应；圆 环形ＤＮＡ；逻辑门 摘要：利用ＤＮＡ链置换技术反应进程的可编程性和ＤＮＡ链动力学特征的可预 测性，基于ＤＮＡ链置换反应，以圆环形ＤＮＡ为基本单元，构造出与非门和或非 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： 门逻辑计算模型．该模型以单链 ＤＮＡ分子为输入信号，利用圆环形 ＤＮＡ分子 ＤＮＡ ｓｔｒａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅ ｍｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎ；ｃｉｒｃｕｌａｒ 包含的多个ＤＮＡ识别区域和小支点区域，通过探测荧光信号精确识别其输出 ＤＮＡ；ｌｏｇｉｃｇａｔｅ 信号，来确保ＤＮＡ分子逻辑门输出结果的正确性与广泛适用性． 　　收稿日期：２０１５－１１－１９ 基金项 目：国家 自然科学基金项 目６１４７２３７２；河南省基础与前沿技术研究计划项 目 （１４２３００４１３２１４）；河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目（２０１３ＧＧＪＳ—１０６）；河南省高校科技创新人才支持计划资助项 目（１５ＨＡＳＴＩＴ０１９） 作者简介：崔光照（１９５７—），男，河南省洛宁县人，郑州轻工业学院教授，博士，主要研究方向为生物计算与信息安全． 　　　　　　　轻工学报　２０１６年１月 第３１卷 第１期 ·５６· 　 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０１６ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇｔｈｅＤＮＡｓｔｒａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｈａｔｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｇｒｅｓｓｗａｓｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅａｎｄｔｈｅ ＤＮＡｓｔｒａｎｄｄｙｎａｍｉｃｓｗａｓｐｒｅｄｉｃｔａｂｌｅ，ｔｗｏｌｏｇｉｃｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｓ（ｌｏｇｉｃＮＡＮＤｇａｔｅａｎｄＮＯＲｇａｔｅ）ｗｉｔｈ ｃｉｒｃｕｌａｒＤＮＡａｓａｂａｓｉｃｗｏｒｋｕｎｉｔｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎＤＮＡｓｔｒａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｓｅｍｏｄ ｅｌｓ，ｓｉｎｇｌｅｓｔｒａｎｄｅｄＤＮＡｗａｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｎｐｕｔ．ＵｓｉｎｇｍａｎｙＤＮＡｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｄｏｍａｉｎｓａｎｄｔｏｅｈｏｌｄ ｄｏｍａｉｎｓｗｈｉｃｈｗｅｒｅｃｏｎｔａｉｎｅｄｉｎｃｉｒｃｕｌａｒＤＮＡｍｏｌｅｃｕｌｅ，ｔｈｅｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌｗａｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｄｅｔｅｃ ｔｉｎｇｓｐｅｃｉｆｉｃｆｌ