構建and門和or門
他們構建了乙個dna摺紙平台，由板區和旋轉臂兩部分組成，承載兩個用於產生手性等離子訊號的金奈米棒。在板的對角線位置各有乙個計算單元a和b，每個計算單元均由兩條單鏈dna組成，一條從旋轉臂延伸出(臂鏈，arm)，一條從板區延伸出(板鏈，plate)，其中有互補的結合域(1:1 *)(圖1d)。最初，板鏈被封閉鏈block a、block b(與板鏈完全互補，含有toehold)鎖住，無法與臂鏈互補。在這種狀態下，只能檢測到非常弱的固有等離子cd訊號，將其作為基線，並將輸出定義為0。當輸入dna鏈a或b時，都可以通過鏈置換反應從板上去除相應的封閉鏈，從而暴露板鏈的結合域，使之與臂鏈結合。
結合域(1:1*)的長度決定了該邏輯門是「and門」還是「or」門。對於and門，將結合域長度設定為6nt，此時，單一輸入a或b只能產生較弱的單個臂-板繫結，無法將等離子結構鎖定為手性，輸出為0；在a，b同時輸入時，產生較強的雙臂-板繫結，並將結構推向左手，形成手性結構，輸出為1。對於or門，結合域長度為11nt，從而確保由輸入a或輸入b觸發的單個單元繫結足夠牢固以鎖定左手結構。此時，單個輸入a或b的輸出均為1。他們還構建了nand和nor門，可以將其視為or和and門的反向版本。
構建xor門和xnor門
xor門與or門的不同之處在於，當兩個輸入都存在時，返回0而不是1。為了實現這一點，他們特意引入了計算單元a與輸入b之間的串擾，反之亦然(圖2)。與or門中的輸入類似，輸入a通過鏈位移反應實現臂和板的繫結。同時，它與單元b中的板鏈雜交並停用計算單元b。為避免意外的封閉(輸入a封閉a中板鏈和輸入b封閉b中板鏈)，引入了2 nt錯配(圖2a)。當同時存在兩個輸入時，兩個單元中的臂-板結合將被阻止，從而實現輸出為0。xnor的輸出值與xor取反，在xnor門中，計算單元a和b是相同的。沒有輸入時，電路返回1(圖3)。輸入a封閉臂鏈，輸入b封閉板鏈，因此任一輸入都可以通過斷開手臂與平板的結合將輸出變為0。結果，當兩個輸入都存在時，儘管臂和板股都被封閉了，但它們可以通過形成閉環與輸入a和b相關聯(圖3a)，此時輸出為1。
構建自適應性邏輯門
設計了乙個自適應邏輯門，該邏輯門在體溫(37°c)時表現出and功能，而在冷藏溫度(4°c)時表現出or功能。在此設計中不包括任何鏈置換反應，而是採用了xnor門引入的機制，通過輸入鏈的鏈結域將臂和板關聯起來。該設計如圖4所示。 在4°c下，輸入鏈a可通過中間結構域(12 bp)與臂雜交，另一輸入鏈可與板鏈通過結構域1*(6 bp)雜交，隨後通過形成環路，將臂和板連線起來，從而產生強等離子cd(輸出1)，輸入b可以得到相同的結果。但是，由於6 bp的弱強度，這種關聯在37°c下不穩定，因此輸出為0。在存在兩個輸入的情況下，輸入a與臂鏈繫結，輸入b與板鏈，兩者在4°c和37°c下均可形成環路，即邏輯門在兩個溫度下均返回1。簡而言之，具有相同輸入的邏輯門可以在4°c時執行or門功能，而在37°c時執行and門功能(圖 4b, c)。
構建三態分子邏輯門
等離子體cd具有三個不同的狀態(非手性，左手和右手狀態)，而不僅僅是低強度和高強度狀態，這使得構建三態邏輯門成為可能。為了證明這一點，他們設計了具有高阻抗(hi-z)額外輸出的門。在該系統中，引入了另兩對計算單元(稱為單元ii)，用於將該等離子奈米結構鎖定為右手(圖 5)。在此門中，輸入b充當「開關」，如果存在，它將分開計算單元i的繫結，從左手釋放等離子結構以啟用門(圖 5a, b)。在這種情況下，輸入a的存在確定輸出為0(如果不存在)或1(如果存在)，因為輸入a可以觸發計算單元ii中的繫結，相反，如果缺少輸入b，則邏輯門保持hi-z狀態。
亮點：
1. 將等離子手性訊號引入分子邏輯門，與常用的螢光訊號相比，可在生物樣品中輕鬆測量可見光範圍內的等離子cd，避免了背景干擾。
2. 所設計的邏輯門具有自適應性，可根據環境進行調整。
宣告：
dong, j., wang, m., zhou, y., zhou, c., & wang, q. (2020). dna‐based adaptive plasmonic logic gates. angewandte chemie, 132(35), 15148-15152.
重複的DNA序列
所有 dna 由一系列縮寫為 a，c，g 和 t 的核苷酸組成，例如 acgaattccg 在研究 dna 時，識別 dna 中的重複序列有時會對研究非常有幫助。編寫乙個函式來查詢 dna 分子中所有出現超多一次的10個字母長的序列 子串 示例 輸入 s aaaaacccccaaaaacccccca...
DNA序列的編碼
description對於dna 序列 序列中包含a c g 和t 四種字元 我們使用如下方法為它編碼 1 將子字串中的k 個相同字元寫成kx，x 是a c g 和t 四個字元之一 2 如果k 是1，那麼1 要忽略。輸入乙個dna 序列，輸出它的編碼。input 乙個dna 序列，由一串包含a c ...
DNA序列相關特徵
通常是指基因序列或蛋白質序列上連續的k個核苷酸或者氨基酸。在 基於遺傳演算法的加權整合學習及其對於pirna的 中通過統計所有k元組在pirna序列上出現的次數作為最後的特徵向量。定義dna序列為x，以k個字元長度為乙個單位在序列上進行掃瞄，然後統計出所有連續k元組出現的次數。最後將4的k次方個統計...