“模組化自組裝”DNA計算模型的研究

《“模組化自組裝”DNA計算模型的研究》是依託北京大學，由張成擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：“模組化自組裝”DNA計算模型的研究
• 項目負責人：張成
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

本項目擬圍繞基於“多級模組自組裝”技術的DNA計算模型展開多層次研究。在該計算系統的結構中，納米模組是可組合、分解和更換的單元。通過將不同組分設定為不同的功能模組，同時把問題分解成獨立、互相作用的亞單元，來實現大型的計算問題的處理。模型的具體實現是利用自組裝技術，自下而上進行模組化集成，獲得多種特異性結構。再利用分層多級組裝的方法，引入納米顆粒或蛋白質與高分子等結構，分步實現計算系統。再通過算法設計和模組分級集成，設計並實現大規模型邏輯計算系統和信息處理單元。從整體上看，該項目針對目前計算領域核心問題，又與前沿熱點緊密結合，因此對該計算展開多角度的研究具有重要的意義和套用價值。

結題摘要

在國家自然科學基金項目：“模組化自組裝”DNA計算模型的研究（編號61672044）”資助下，北京大學張成副研究員課題組在一年期項目執行期間，結合DNA自組裝和納米顆粒技術，通過設計複雜分子邏輯迴路，實現了納米尺度下信息計算和處理，取得了初步的研究成果。 研究組針對DNA分子計算的複雜性和多樣性，結合納米信息處理和納米智慧型技術，引入例如DNA自組裝和鏈置換、納米孔和DNA/納米顆粒等技術，對邏輯計算和納米操控體系等領域展開研究。在項目執行的一年期間，課題組發表SCI論文3篇，包括JCR分區一區文章1篇，二區文章2篇，分別發表在本領域高水平期刊Nanoscale （IF:7.36），Information Sciences（IF:4.8）和Langmuir（IF:3.83）。同時，項目執行期間畢業研究生2人。特別是結合了DNA分子電路和納米顆粒技術，本項目的實現了複雜納米顆粒技術在分子計算信息處理中的套用，同時完成了生物酶介導的大規模分子電路。相信本項目的順利實施會促進包括納米集成、並行計算、納電子學等研究領域共同發展。