2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
01J06242
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
小宮 健 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | DNA分子 / 自律的 / ヘアピン構造 / 状態遷移機械 / 有向ハミルトン経路問題 / リアルタイムPCR / 演算能力 / シミュレーション |
Research Abstract |
・DNA分子の自律的反応を利用した「演算」の実現 本研究では,一本鎖DNA分子が分子内で自律的に相補配列を探索し,ヘアピン構造を形成する反応を利用して「状態遷移機械」を実装する.実際に数学的な問題を解くために,複数種の分子を含む溶液中で,個々のDNA分子が独立した状態遷移機械として機能することを確認した.昨年度に行った基本反応の最適化を受けて,NP完全問題である「有向ハミルトン経路問題」の小規模な例題について,実験による解法をこころみ,正しい「解」を得ることに成功した. ・基本反応における「演算能力・効率・精度」の評価 DNA分子の状態遷移機械としての「振る舞い」について,より定量性のある測定を行った.状態遷移に成功した分子の割合をリアルタイムPCRにより定量し,反応温度・反応時間との関係を明らかにした.このデータにもとづいて,熱力学的モデルを用いた解析を行い,反応の効率・精度の評価を進めている.さらにシミュレーションにより,可能な状態遷移回数の見積もりを行い,必要なDNA分子量・計算時間と取り扱える数学的問題のサイズを対応づけなど,演算能力についての評価も進めている.以上の研究成果を,Eighth International Meeting on DNA Based Computers (DNA8)において口頭発表した. ・「演算」の大規模化,ネットワーク化に向けて 上記の成果にもとづいて,より高い効率・精度で問題を解くための反応条件の最適化を進めている.また,溶液中で状態遷移機械どうしが情報をやりとりできるような設計の改良を行った.
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Research Products
(2 results)
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[Publications] Ken Komiya: "Successive State Transitions with I/O Interface by Molecules"DNA Computing, 6th International Workshop on DNA-Based Computers, DNA 2000, Leiden, The Netherlands, June2000, Revised Papers. LNCS2054. 17-26 (2001)
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[Publications] Masami Hagiya: "Complexity analysis of the SAT engine : DNA algorithms as probablistic algorithms"Theoretical Computer Science. Vol.287. 59-71 (2002)