具有内容搜索功能的DNA数据存储研究
批准号:
62072201
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
徐飞
依托单位:
学科分类:
新型计算及其应用基础
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐飞
中文摘要
DNA数据存储具有寿命长、能耗低和存储密度高的特点,是一种前景广阔的新型信息存储方法。基于内容的数据检索是存储系统的重要功能。当前,DNA存储系统的内容搜索功能依赖电子计算机实现,限制了DNA存储的应用场景。如何提高DNA数据存储规模化能力、拓展DNA存储系统的功能,是实现大规模DNA数据存储的关键所在。本项目拟研究具有内容搜索功能的DNA数据存储方法:利用模块化代码字之间的动态组合,生成原始数据的DNA分子拷贝,构建可扩展的DNA数据库;利用特征索引DNA电路处理关键字序列,计算输出引物序列,扩增匹配度高的数据分子,实现基于内容的DNA数据库搜索;利用生物酶组合切割策略,加密引物序列,提高DNA数据库安全性;通过对固态纳米孔生物化学修饰,实现DNA数据高通量读取。本项目研究成果将为DNA数据存储提供新技术,为“近数据”DNA计算机的构建提供新方法。
英文摘要
DNA data storage uses DNA molecules to store data information. It has the advantage of long life, low energy consumption and extremely high storage density. It is a promising new data storage technology. How to implement more scalable DNA data storage technology and extend the functions of DNA data storage is the key scientific question. Content-based search is fundamental for data storage systems. The recent DNA data storage systems implement content-based search with the help of electronic computers, thus limited the utility of DNA data storage. This project intends to study DNA data storage based with content-based search capacity. The research content includes the design of a DNA storage code word library to improve the scale of DNA data storage. The index layer based on the DNA molecular cascading circuit is designed to implement content-based DNA database information search; An encryption method based on bio-enzyme cutting to improve the robustness of DNA storage encryption; To improve the solid nanopore with chemical or biological modification, to reduce the error rate of DNA data reading, etc. The research results will provide new technologies for more efficient DNA data storage and new methods for the construction of "near data" DNA computers.
本项目围绕具备搜索功能的DNA信息存储,开展了基于DNA电路和DNA纳米技术的数据存储研究和信息处理研究,发展了面向DNA数据存储高效编码方法,开发了基于DNA折纸的DNA数据存储加密技术,建立了DNA数据存储高密度编码方法,为扩展DNA数据存储规模和功能提供了新工具。.提出了一种在转录模板启动子区域上游插入输入信号接受器件的方法,实现了DNA数据信息向RNA分子信息的转码,无需依赖序列配对规则;开发了基于聚合酶链置换反应的DNA折纸纳米结构组装调控方法,识别了DNA折纸结构中的字母序列,并实现了DNA信息的存储与读取;提出了在DNA折纸中精确引入裁剪位点的方法,实现了高分辨率信息图形化写入,发展了在DNA纳米结构中隐藏和恢复信息的新方法;构建了环境温度响应的自适应DNA计算模型,设计并制备了温度控制的DNA分子逻辑门和电路,实现了温度控制下的DNA计算电路启动与停止,为DNA数据信息的隐藏与恢复提供了新的触发机制;提出基于插入碱基的DNA折纸结构酶刻蚀方法,建立聚合酶链置换反应驱动的DNA信息存储技术,实现数据信息的DNA存储、隐藏和恢复;提出了一种带耦合神经元的非同步脉冲神经膜系统编码方法,用于生成DNA存储编码序列并识别DNA序列中的信息;提出基于阈值数字P系统的DNA数据存储编码方法,实现多种语法约束条件下的DNA数据编码;引入卷积方法于DNA数据存储编码,解决了对索引片段的依赖问题,提升了编码效率和DNA存储的逻辑密度。
不同比例EPCs和BMSCs共培养体系对组织工程骨血管化和成骨的量效关系及机制研究
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批准号:81802160
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2018
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负责人:徐飞
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依托单位:
基于DNA自组装的抗肿瘤纳米药物载体研究
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批准号:61502186
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2015
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负责人:徐飞
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依托单位:
国内基金
海外基金