运行于磁珠表面的可编程DNA计算机

摘要

后基因组时代涌现出DNA操作技术一系列新的应用,其中包括建立在DNA分子基础上的生物计算机.至今还没有在固体表面实现基于自动机原理的DNA计算的相关报道.本文描述了一种可编程的DNA计算装置——具有图灵机部分功能的有限自动机,并且将计算过程转移到了固体表面.DNA计算机主要由DNA分子(输入分子,输出状态检测分子和充当软件的状态转移分子等)、DNA限制性内切酶及连接酶和所需的缓冲液组成,可以自动地解决计算问题.将荧光标记在输入分子的5’端,以便于动态跟踪监测反应过程中的各种中间产物.这些工作具有如下的特点:(1)成功地在磁珠表面实现了可编程的DNA计算机——有限状态自动机.(2)通过毛细管电泳直接监测所有的DNA计算中间产物.DNA计算机的超大并行计算能力具有通过自动控制来得以实现的可行性,为在不久的将来把大规模的DNA计算和功能基因组研究结合起来奠定了基础.