一种基于核酸杂交的DNA分子逻辑门制造技术

本发明专利技术涉及一种基于核酸杂交的DNA分子逻辑门。本发明专利技术具体提供一种基于核酸杂交的DNA分子逻辑门，包括：输入信号、信号转化单元和输出信号，所述输入信号包括：至少两种DNA输入链；所述信号转化单元包括：底物链；所述输出信号包括：核酸扩增结果。本发明专利技术基于DNA自组装，为DNA计算机基本原理的构建提供了一种简单可行的方案。行的方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于核酸杂交的DNA分子逻辑门


[0001]本专利技术属于分子计算
，具体涉及一种基于核酸杂交的DNA分子逻辑门。

技术介绍

[0002]基于分子生物的计算机创建引起了人们的广泛关注，尤其在合成生物学领域。
[0003]计算设备主要包括算法逻辑单元、控制单元、存储器、输入和输出设备。布尔逻辑和逻辑门是其中运行的核心，生物计算机若想成为现实，那么生物分子逻辑门的构建就是必须的。
[0004]目前随着复杂的生物学工具被开发出来，基于核酸和蛋白质的逻辑系统也已经产生出来了，而基于DNA和RNA的催化剂和逻辑门也已被提出作为合成化学电路的通用组件，并应用于医疗治疗、纳米技术和化学反应嵌入式控制等方面。这一方向的进展将取决于三个领域的进展：1、开发DNA电路与生物相关分子、DNA纳米机器和常规化学之间的输入/输出接口；2、发展DNA电路构建技术，扩大规模，以便系统地创建大型电路；3、将DNA编程方法扩展到分子和宏观尺度的空间结构之外。
[0005]算法逻辑单元是执行逻辑运算的复杂设备，它包括三个部分详细功能：感应输入，处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于核酸杂交的DNA分子逻辑门，包括：输入信号、信号转化单元和输出信号，所述输入信号包括：至少两种DNA输入链；所述信号转化单元包括：底物链，包含加数链A0链、A
i
链、A
e
链和被加数链B
i
链，其中i＝1,2,3
…
n，n为大于1的正整数，通过核酸的杂交和扩增对输入信号进行逻辑运算，输出逻辑运算结果；所述输出信号包括：核酸扩增结果，其中，A
i
的3
’
端a
2i
个序列与B
i
的3
’
端a
2i
个序列互补，B
i
的5
’
端a
2i+1
个序列与A
i+1
的5
’
端a
2i+1
个序列互补，B
i
‑1的5
’
端a
2i
‑1个序列与A
i
的5
’
端a
2i
‑1个序列互补，B
n
的5
’
端c个序列与A
e
的5
’
端c个序列互补，使得加数链A
i
链、A
e
链和被加数链B
i
链能交错互补以i＝1,2,3
…
n的顺序形成带有缺口的双链，优选地，A0的5
’
端和A
e
的3
’
端分别与引物互补，和/或数值c和各a各自独立为大于或等于5的正整数，并且a
2i
‑1+a
2i
≤A
i
的全长碱基数，且a
2i
+a
2i+1
≤B
i
的全长碱基数。2.如权利要求1所述的DNA分子逻辑门，其特征在于，a
2i
+a
2i+1
比B
i
的全长碱基数少0、少1、少2、少3、少4或少5，和/或a
2i
‑1+a
2i
比A
i
的全长碱基数少0、少1、少2、少3、少4或少5，和/或A0链或A
e
链与可检测标记偶联，优选与生物素偶联，和/或数值c和各a分别各自独立为5
‑
40的正整数，更优选为10
‑
20的正整数，更优选为20。3.如权利要求1或2所述的DNA分子逻辑门，其特征在于，所述信号转化单元还包括选自以下的一种或多种：磷酸化酶、连接酶、聚合酶、dNTP和缓冲液。4.如权利要求1或2所述的DNA分子逻辑门，其特征在于，所述DNA分子逻辑门为AND门，所述AND门中：A0的3
’
端的a0个序列与第一输入链的3
’
端a0个序列互补，第一输入链的5
’
端b个序列和第二输入链的3
’
端b个序列互补，第二输入链的5
’
端a1个序列互补与A1的5
’
端a1个序列互补，通过底物链和输入链的杂交和扩增对输入信号进行逻辑运算，输出逻辑运算结果，优选地，a0、a1、b各自独立为大于或等于5的正整数，更优选各自独立为5
‑
40的正整数。5.如权利要求1或2所述的DNA分子逻辑门，其特征在于，所述DNA分子逻辑门为OR门，所述OR门中：所述底物链还包括连接链L0和L1，并且A0分为A0I和A0II，A0I的3
’
端的a0个序列与第一输入链的3
’
端a0个序列互补，第一输入链的5
’
端b...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志敏，师咏勇，潘敦，孙伯宁，温燕勤，虞修简，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：