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基于布尔运算元的DNA自组装网络的建模及动力学分析
结题报告
批准号:
61272022
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
王延峰
依托单位:
学科分类:
F0213.生物信息计算与数字健康
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
张勋才、王子成、杨希、曹祥红、牛莹、申永鹏、杨小亮、孙军伟、时瑞辉
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中文摘要
DNA自组装是DNA组装基元通过分子间相互作用自发形成有序结构的过程。当前的DNA自组装方法多为静态自组装,具有能量和物质交换的动态自组装尚处于初级研究阶段,构建复杂的功能组装体系仍是一个难题。本项目拟以布尔运算元为网络的基本结构单元开展DNA自组装网络的建模与动力学行为研究。主要研究内容包括:发展高效精确的数据处理方法,通过整合DNA自组装的高通量实验数据,构建DNA自组装的动力学数据库;以DNA自组装的动力学数据为驱动,发展高效综合算法,建立描述DNA自组装网络层次内部及层次间关系的系统模型;利用复杂网络和系统动力学,结合DNA自组装网络实证,构建反映DNA自组装行为特征的可计算模型;基于工程控制论和系统动力学,寻找网络的驱动节点,实现对DNA自组装网络组装生长的定量控制。本项目的研究将为系统生物学的建模和分析提供新方法,同时也为DNA自组装相关应用领域提供新思路和理论支撑。
英文摘要
DNA self-assembly is a process in which the fundamental assemble units spontaneously form the ordered structures by non-covalent DNA-DNA interactions. The current DNA self-assembly methods are mostly static self-assemblies, the research on dynamic self-assemblies with energy and material exchanges are only in its infancy, and how to build the complex functional assembly systems is still a difficult problem. The modeling and kinetics behavior of DNA self-assemblied networks based on Boolean operators as the basic structural units of network will be studied in this project. The main research topics of this project are as follows: The kinetics database of DNA self-assembly will be constructed by developing the accurate and efficient data processing methods to integrate the high-throughput experimental data of DNA self-assembly. Based on the experimental data, the system model which describes the interior level and the hiberarchy relationships of the networks will be constructed by developing the efficient and integrative algorithms. The computable model which describes the behavior features of DNA self-assembly will also be constructed by utilizing the theories of complex networks and dynamical system, as well as combining with the demonstrations of DNA self-assembly. The driving nodes of networks will be explored and the quantitative control methods for the growth of DNA self-assemblied networks will also be studied by utilizing the theories of complex networks and engineering controls. This project will provide not only the new methods of modeling and analysis for systems biology, but also new ideas and theoretical supports for DNA self-assembly applications.
利用高效精确的数据处理方法,获取DNA自组装和链置换的高通量数据;基于DNA自组装和DNA链置换反应,获取较复杂DNA逻辑运算元数据,实现DNA自组装网络层次内部及层次间关系的系统建模;结合DNA自组装网络实证,构建反映DNA自组装行为的可计算模型;运用非线性系统理论进行动力学分析,采用DNA链置换技术实现对DNA自组装网络组装生长的定量控制;以核酸分子作为信息载体,探讨信息安全等方面应用。本项目的研究为动态DNA自组装的建模和分析提供新方法,也为DNA自组装相关应用领域提供新思路和理论支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2014
期刊:中国科学院院刊
影响因子:--
作者:韩栋;王燕;张勋才;崔光照
通讯作者:崔光照
DOI:--
发表时间:2014
期刊:郑州轻工业学院学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:叶盟盟;赵涛涛;崔光照;王延峰
通讯作者:王延峰
Controllable Deoxyribonucleic Acids Sub-tile Self-assembly by Deoxyribonucleic Acids Strand Displacement
通过脱氧核糖核酸链位移进行可控脱氧核糖核酸子瓦自组装
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Journal of Computational and Theoretical Nanoscience
影响因子:--
作者:Taotao Zhao;Xiaolong Shi;Mengmeng Li;Guangzhao Cui
通讯作者:Guangzhao Cui
An Improved Method of DNA Information Encryption
一种改进的DNA信息加密方法
DOI:10.1007/978-3-662-45049-9_12
发表时间:2014
期刊:Communications in Computer and Information Science
影响因子:--
作者:Dong Han;Yan Wang;Yanfeng Wang;Zicheng Wang
通讯作者:Zicheng Wang
Research on Molecular Code Converter Based on DNA Strand Displacement
基于DNA链置换的分子密码转换器研究
DOI:10.1166/jctn.2016.5192
发表时间:2016-06
期刊:Journal of Computational and Theoretical Nanoscience
影响因子:--
作者:Zicheng Wang;Wenwen Zhang;Yanfeng Wang;Guangzhao Cui
通讯作者:Guangzhao Cui
DNA链置换振荡电路设计及其有限时间PID同步研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王延峰
  • 依托单位:
DNA自组装载药体系的建模及其载药性能研究
  • 批准号:
    61472372
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王延峰
  • 依托单位:
自治可编程DNA分子逻辑电路算法自组装机理研究
  • 批准号:
    60970084
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    王延峰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金