基于酶反应的纯溶液体系DNA计算

摘要

1994年, Adleman用DNA计算解决了一个简单的数学问题,从此各种各样的DNA计算模式被提了出来并付诸实验. DNA计算具有很强的并行性,因此被认为可以用来解决一类数学问题—NP-complete问题,这类问题至今为止不存在很有效的算法. 在本篇论文中, 三种基于酶反应的纯溶液体系DNA计算模型被提出来,分别称为RecJ exo模型, Reasee模型I和Reasee模型II. 这些模型的共同点是所有操作都在同一个溶液体系中进行, 实施这些操作的是各种各样的酶, 不涉及DNA的固定分离等操作, 实验操作简单易行. RecJ exo模型是三个模型中实验过程最详细的, 该模型使用一种DNA单链外切酶—RecJ exonuclease(RecJ exo)—的消化来实现筛选. 对这个模型的实验研究发现, 当筛选只进行一轮的时候, 实验结果与模型设计能够较好符合, 而当筛选进入第二轮的时候, 出现了使筛选不能继续的情况. 本文对造成这个问题的原因及这个模型在实验中碰到的其它问题进行了一些探讨. Rease模型I和Rease模型II都使用了一种限制性内切酶(restriction endonuclease, Rease)来实现筛选, 本文对其中的Rease模型I进行了初步的实验检测, 实验中使用的限制性内切酶是TaqI, 从初步结果来看,这个模型显示了一定的可行性. 本文还对POA方法建库进行了一些分析.