北京大学许进团队 Nanoscale：可复用的十字形 DNA 瓦片结构

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生命体是一个以生物大分子为材料构成的人类已知的最智慧的信息处理“机器”。所以，人类近几十年来，意在用生物材料研发信息处理的计算机，称为生物计算机。当前的生物计算机主要集中于 DNA 计算机的理论、实现技术与方法展开研发。

DNA 计算机目前的研究方向有两个：一个是以 DNA 分子作为“数据”，以生物酶或生化操作为信息处理的“工具”来研发 DNA 计算机，其功能类似于当今的电子计算机；另一类是以 DNA 为纳米材料，以 DNA 自组装技术为主要技术手段来构建纳米机器。例如构建纳米机器人来实现疾病诊断和治疗，快速实现纳米电路。近些年，北京大学计算机科学技术系高可信软件教育部重点实验室的许进团队在 DNA 计算机的上述两个方面均取得了突破性进展。

其中，在 DNA 自组装方面，课题组设计了一种可复用的十字形 DNA 瓦片结构。DNA 瓦片两两之间能任意拼接，构成大小可控的逻辑阵列。折纸结构上的沟道，为纳米电路的排布留下了布线空间。该方法大幅减少了所需 DNA 瓦片的数量，且降低了连接复杂度。相关成果以封面论文发表在 2020 年 7 月的英国皇家化学会著名期刊 Nanoscale 上，该成果的第一作者为许进的博士生陈从周，许进为通讯作者。

另外，许进团队课题组聚焦 DNA 计算理论和 DNA 分子机器，围绕生物计算、自组装等领域开展研究。设计了非枚举型的计算模型，可控 DNA 环阵列，相关成果在IEEE Trans 等杂志等上发表。

系列研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金多项面上项目资助。

论文链接：

Multiform DNA origami arrays using minimal logic control

Congzhou Chen, Jin Xu(许进，北京大学) and Xiaolong Shi*(石晓龙，广州大学) Nanoscale, 2020,12, 15066-15071
http://dx.doi.org/10.1039/D0NR00783H

来源：北京大学信息科学技术学院

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