Arbitrary Digital DNA Computing: A Programmable Molecular Perceptron Driven by Lambda Exonuclease for Lighting up Concatenated Circuits

计算机科学 逻辑门 电子线路 DNA运算 可扩展性 数字电子学 理论计算机科学 计算机体系结构 电子工程 算法 工程类 电气工程 数据库 计算
作者
Xun Zhang,Xin Liu,Xiaokang Zhang,Shuang Cui,Yao Yao,Bin Wang,Qiang Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (19): 24372-24383 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acsami.4c03486
摘要

DNA circuits, as a type of biochemical system, have the capability to synchronize the perception of molecular information with a chemical reaction response and directly process the molecular characteristic information in biological activities, making them a crucial area in molecular digital computing and smart bioanalytical applications. Instead of cascading logic gates, the traditional research approach achieves multiple logic operations which limits the scalability of DNA circuits and increases the development costs. Based on the interface reaction mechanism of Lambda exonuclease, the molecular perceptron proposed in this study, with the need for only adjusting weight and bias parameters to alter the corresponding logic expressions, enhances the versatility of the molecular circuits. We also establish a mathematical model and an improved heuristic algorithm for solving weights and bias parameters for arbitrary logic operations. The simulation and FRET experiment results of a series of logic operations demonstrate the universality of molecular perceptron. We hope the proposed molecular perceptron can introduce a new design paradigm for molecular circuits, fostering innovation and development in biomedical research related to biosensing, targeted therapy, and nanomachines.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
3秒前
3秒前
Yang发布了新的文献求助10
5秒前
xcky0917发布了新的文献求助10
5秒前
iamhieuxk发布了新的文献求助10
6秒前
清新的苑博完成签到,获得积分10
7秒前
过眼云烟完成签到,获得积分10
9秒前
huahua完成签到 ,获得积分10
9秒前
xcky0917完成签到,获得积分10
10秒前
心碎的黄焖鸡完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
Ryan完成签到,获得积分10
14秒前
文都哲发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
英俊的铭应助晨曦采纳,获得10
17秒前
快乐冰之完成签到 ,获得积分10
19秒前
午见千山应助执执采纳,获得10
21秒前
傲娇诗发布了新的文献求助30
24秒前
tsntn完成签到,获得积分10
24秒前
万能图书馆应助zml采纳,获得10
25秒前
成就的南霜完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
28秒前
辛辛完成签到,获得积分10
29秒前
lalala完成签到,获得积分10
30秒前
既白完成签到 ,获得积分10
32秒前
CodeCraft应助辛辛采纳,获得100
32秒前
小样发布了新的文献求助10
33秒前
善良高山发布了新的文献求助10
33秒前
小齐完成签到 ,获得积分10
34秒前
hw发布了新的文献求助10
35秒前
小鱼完成签到 ,获得积分10
41秒前
xff完成签到,获得积分10
42秒前
虚幻的赛君完成签到,获得积分10
44秒前
科研通AI5应助傲娇诗采纳,获得10
44秒前
执执完成签到,获得积分10
45秒前
kate完成签到,获得积分10
47秒前
渣渣XM完成签到,获得积分10
47秒前
星子完成签到,获得积分10
47秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3781475
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327071
关于积分的说明 10229393
捐赠科研通 3041969
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669742
邀请新用户注册赠送积分活动 799258
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758757