DNA鎖を用いた分子コンピューティングの実現手法に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08878043
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岩崎 裕 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00029901)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉信 達夫 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (30243265) ; 谷澤 克行 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20133134) ; 樹下 行三 大阪大学, 工学部, 教授 (00028995)
• Keywords: DNAコンピューティング / DNA / コンピューティング / 分子コンピューティング

Research Abstract

本年度はDNA鎖を用いたコンピューティングの基礎となる、オリゴヌクレオチド断片の作製およびライゲーション反応について定量的な評価を行なうための予備実験を行なった。任意の長さを持つ比較的長いオリゴヌクレオチド断片を簡便に得るため、マルチクローニングサイトを持つプラスミドDNAの一部分を制限酵素によって切り出したり、また、合成プライマーを用いたPCR反応によってプラスミドDNAの一部分を複製する方法について実験を行なった。DNAコンピューティングでは、解こうとする問題の規模が大きくなるに従って非常に多くの種類のオリゴヌクレオチド断片を準備する必要があることから、合成するよりも既存のDNAの一部分を複製・増幅する方が効率的である。
ライゲーション反応については、オリゴヌクレオチド断片との間にミスマッチのあるプライマーを合成によって準備し、ミスマッチの程度や反応条件とライゲーション効率との間の関係を定量的に調べる実験を現在行なっている。これにより、DNAコンピューティングにおいて信頼性を確保するために必要なリソースの量(DNA分子の長さや個数)が計算でき、演算可能な問題の規模を見積もることができる。また、異なるオリゴヌクレオチド断片の間にはハミング距離のような符号間距離を定義することができ、適当な冗長符号化を行なうことによって信頼性を向上させることができる。
具体的な問題へのDNAコンピューティングの適用例としてナップザック問題への適用を試みた。

Research Products

• [Publications] S.Inoue,M.Nakao,T.Yoshinobu,H.Iwasaki: "Chemical-imaging sensor using enzyme" Sensors and Actuators B. 32. 23-26 (1996)