DNA計(jì)算中的編碼方法

內(nèi)容概要

　　編碼問(wèn)題是DNA計(jì)算中的基本問(wèn)題，也是關(guān)鍵問(wèn)題。在DNA計(jì)算模型中，數(shù)據(jù)通過(guò)DNA編碼表示，數(shù)據(jù)計(jì)算和處理通過(guò)DNA分子間的特異性雜交來(lái)完成，DNA編碼質(zhì)量直接影響DNA計(jì)算的精確度?！禗NA計(jì)算中的編碼方法》介紹了DNA計(jì)算模型和應(yīng)用，闡述了DNA計(jì)算的編碼問(wèn)題，針對(duì)編碼方法展開(kāi)討論，研究了線性編碼方法以及構(gòu)造和計(jì)數(shù)問(wèn)題，研究了模板、模板框和單模板等編碼方法，最后建立了DNA解鏈溫度的預(yù)測(cè)模型。
　　《DNA計(jì)算中的編碼方法》適合從事DNA計(jì)算及相關(guān)領(lǐng)域的科研人員參考，也可以供高校、科研機(jī)構(gòu)的研究生學(xué)習(xí)參考。

作者簡(jiǎn)介

　　朱翔鷗，男，1969年11月出生，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，溫州大學(xué)電器研究所副所長(zhǎng)。目前從事智能計(jì)算、電器智能化的研究及應(yīng)用工作，主持浙江省重大科技推廣項(xiàng)目和浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目各1項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇，其中SCI、EI檢索20余篇。曾獲2010年浙江省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、2007年浙江省高等學(xué)?？蒲谐晒泉?jiǎng)，浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)核心成員，兼任浙江省塊狀經(jīng)濟(jì)常駐專家，溫州市新世紀(jì)551人才。
　　劉文斌，男，1969年6月出生，教授，工學(xué)博士，溫州大學(xué)計(jì)算機(jī)軟件與理論學(xué)科帶頭人，浙江省中青年學(xué)科帶頭人。2004年獲得華中科技大學(xué)控制系系統(tǒng)工程專業(yè)博士學(xué)位，2004-2006在華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)博士后流動(dòng)站做研究工作，2007年在美國(guó)系統(tǒng)生物研究所（ISB）訪學(xué)研究。先后入選浙江省“高校優(yōu)秀青年教師資助”計(jì)劃、溫州市“新世紀(jì)551人才工程”和浙江省“中青年學(xué)科帶頭人”資助對(duì)象。主要研究方向?yàn)橛?jì)算生物學(xué)、DNA計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、模式識(shí)別、智能計(jì)算等。近年來(lái)，累計(jì)在國(guó)內(nèi)外重要期刊雜志和會(huì)議發(fā)表學(xué)術(shù)論文共40余篇。曾主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目二項(xiàng)、浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目二項(xiàng)和中國(guó)博士后科學(xué)基金一項(xiàng)（二等），獲得省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)二項(xiàng)、廳級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)二項(xiàng)。

書(shū)籍目錄

第1章 DNA計(jì)算的概述
1.1 引言
1.2 DNA計(jì)算模型
1.2.1 基于非線性分子結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型
1.2.2 DNA進(jìn)化算法
1.1.3 基于DNA的布爾電路模擬
1.4 基于DNA的大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)
1.5 在生物信息處理方面的應(yīng)用
1.6 編碼問(wèn)題的研究
1.7 小結(jié)
第2章 DNA計(jì)算中的編碼問(wèn)題
2.1 引言
2.2 編碼問(wèn)題及其影響因素
2.3 編碼方法
2.4 編碼的計(jì)數(shù)問(wèn)題
2.5 小結(jié)
第3章 線性編碼方法
3.1 引言
3.2 DNA計(jì)算的編碼的約束條件
3.3 編碼的構(gòu)造
3.4 算法
3.5 熱力學(xué)性質(zhì)
3.6 小結(jié)
第4章 構(gòu)造DNA計(jì)算的線性編碼
4.1 引言
4.2 線性編碼的模運(yùn)算
4.3 構(gòu)造線性編碼
4.4 編碼的存在性
4.5 編碼的存在性結(jié)果
4.6 小結(jié)
第5章 DNA計(jì)算線性編碼的計(jì)數(shù)方法
5.1 引言
5.2 DNA計(jì)算線性編碼的算法
5.2.1 獨(dú)立約束
5.2.2 組合約束的搜索算法
5.3 組合約束的計(jì)數(shù)
5.4 小結(jié)
第6章 模板編碼方法
6.1 引言
6.2 編碼的搜索
……
第7章 模板框
第8章 單模板編碼方法
第9章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的DNA解鏈溫度（Tm）的預(yù)測(cè)模型
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　制性內(nèi)切酶FOKI實(shí)現(xiàn)了一種可編程的2狀態(tài)有限自動(dòng)機(jī)[40]。2004年，他們將其提出的2狀態(tài)分子自動(dòng)機(jī)模型應(yīng)用于癌癥的基因診療研究，通過(guò)與癌癥發(fā)病相關(guān)基因的mRNA濃度調(diào)節(jié)上述自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分子活性，當(dāng)癌癥發(fā)病相關(guān)基因的mRNA濃度升高（或降低）時(shí)，將狀態(tài)轉(zhuǎn)換為陽(yáng)性的狀態(tài)轉(zhuǎn)換分子被激活概率升高，得出陽(yáng)性診斷結(jié)果[41]。1.6編碼問(wèn)題的研究　由于DNA計(jì)算是以組成生命的遺傳物質(zhì)DNA分子進(jìn)行編碼、處理信息的，因而編碼問(wèn)題的研究隨著DNA計(jì)算的研究引起研究人員的注意。1996年，Princeton大學(xué)的Baum首先提出了進(jìn)行DNA計(jì)算的編碼間的相似度的研究[42]。隨后，很多研究小組都在這方面作了大量工作。韓國(guó)的Garzon、Deaton、Rose等從熱力學(xué)、信息論等方面對(duì)編碼問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，特別是Garzon還首次給出了編碼問(wèn)題的定義，并提出了基于DNA分子的四個(gè)字母的超立方體的概念以及H-測(cè)度等[43][44][45][46][47][48]。Wisconsin大學(xué)的研究小組結(jié)合信息論中的編碼理論對(duì)編碼問(wèn)題進(jìn)行了研究，其中以Coddon等為主要代表，提出并對(duì)模板編碼方法進(jìn)行了研究[49][50]。此外，日本的Arita在模板編碼方法的研究中也有很好的工作[51][52]。我們主要以模板編碼方法為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行了深入的研究，并得到了一些有意義的成果，詳細(xì)內(nèi)容在后續(xù)章節(jié)。德國(guó)的Feldkamp等給出了另一種定義序列間相似度的方法--最大相同子串，來(lái)衡量二個(gè)編碼間的相似度，并給出了一個(gè)基于前綴樹(shù)的編碼構(gòu)造算法，在此基礎(chǔ)上還開(kāi)發(fā)出了能根據(jù)各種要求生成編碼的軟件包[53][54]。Braich等提出采用三字母表的編碼策略[55]，來(lái)降低DNA分子生產(chǎn)二級(jí)結(jié)構(gòu)。我們?cè)诖朔矫嬉策M(jìn)行了一些研究工作，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：最大相同子串的約束性非常強(qiáng)，其編碼數(shù)量隨編碼長(zhǎng)度的增加變化不大[56]。Suyama等提出了正交編碼數(shù)的概念[57]。

圖書(shū)封面

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