生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 40 篇文献，本页显示第 1 - 20 篇。
| 序号 | 推送日期 | 文章 | 类型 | 简述 | 创新点 | 不足 | 研究目的 | 研究对象 | 领域 | 病种 | 技术 | 模型 | 数据类型 | 样本量 | 存储介质 | 编码方案 | 计算范式 | 可扩展性指标 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2026-05-15 |
A general and scalable DNA nano-chip with a fully localized architecture enables biocomputing in living cells and precisely induces cell apoptosis
2026-Mar-23, Chemical science
IF:7.6Q1
DOI:10.1039/d6sc01897a
PMID:41924576
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研究论文 | 展示一种通用且可扩展的DNA纳米芯片，通过将多层基本DNA逻辑门集成在DNA折纸结构上，实现活细胞内的生物计算并精确诱导细胞凋亡 | 首次实现将多达11个可寻址逻辑组件重构到单个纳米芯片中，支持七输入多级逻辑级联和并行生物计算，并整合三层级联逻辑单元用于细胞内分子生物计算以精确识别和杀死肿瘤细胞 | 受限于DNA逻辑组件正交性和随机碰撞控制的难度，复杂性、可扩展性和信息处理能力仍受制约 | 开发通用且可扩展的DNA纳米芯片，实现活细胞内高效生物计算及精确的肿瘤细胞识别与凋亡诱导 | DNA纳米芯片、基本DNA逻辑门、DNA折纸结构、肿瘤细胞 | 分子计算 | 肿瘤 | DNA折纸、DNA链置换反应 | DNA逻辑门（包括基础逻辑门和级联逻辑单元） | DNA分子计算数据 | 涉及活细胞内的实验，具体样本数量未明确说明 | DNA | 链置换反应编码 | DNA计算 | 存储容量：每个纳米芯片可集成11个可寻址逻辑组件；数据密度：通过空间排列实现多级逻辑级联；访问时间：未知；错误率：未知；耐用性：未知 |
| 2 | 2026-05-12 |
Sandwich-type complex-activated DNA circuit for highly sensitive and versatile detection of protein biomarkers for monitoring bone health
2026-Jul-15, Analytica chimica acta
IF:5.7Q1
DOI:10.1016/j.aca.2026.345526
PMID:42108056
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研究论文 | 开发一种基于三明治型复合激活DNA电路的荧光生物传感方法，用于高度灵敏地检测蛋白质生物标志物以监测骨骼健康 | 消除对适体先验结构知识和靶蛋白多个独立结合位点的依赖，通过硼酸亲和识别和正反馈DNA电路实现超灵敏检测 | 未提及 | 开发一种通用的、高灵敏度的适体基生物传感方法，用于检测与骨质疏松症等疾病相关的蛋白质生物标志物 | 骨质疏松症相关生物标志物骨桥蛋白和骨钙素 | 生物传感 | 骨质疏松症 | DNA电路 | NA | 荧光信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |
| 3 | 2026-05-08 |
Localized Dual-Cycle Amplification Integrating Entropy-Driven Reaction and Catalytic Hairpin Assembly for miRNA Imaging in Living Cells and Tissues
2026-Apr-27, Analytical chemistry
IF:6.7Q1
DOI:10.1021/acs.analchem.5c06796
PMID:42041286
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研究论文 | 提出一种局部双循环放大系统，整合熵驱动反应和催化发夹自组装，用于活细胞和组织中的miRNA成像 | 创新性地将熵驱动DNA电路反应和催化发夹自组装整合到双纳米球平台上，实现了局部双循环放大，显著提高了检测灵敏度、反应动力学和细胞摄取效率 | 未在论文中明确提及局限性 | 开发一种高性能的细胞内miRNA检测方法，用于癌症诊断和治疗监测 | 细胞内miRNA（miR-155）在活细胞和组织中的成像 | 数字病理学 | 癌症 | DNA纳米技术、荧光成像 | NA | 图像 | 临床组织样本 | DNA | NA | DNA计算 | 检测限1.42 pM，体外条件下15分钟内达到信号平台期 |
| 4 | 2026-05-06 |
Nanofiber-based protection of DNA for archival data storage via coaxial electrospinning and chitosan integration
2026-May-05, Nanotechnology
IF:2.9Q2
DOI:10.1088/1361-6528/ae5dd6
PMID:41962552
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研究论文 | 提出一种利用壳聚糖和聚乙烯醇纳米纤维保护DNA用于长期归档数据存储的方案 | 通过同轴静电纺丝结合壳聚糖和PVA纳米纤维双重保护，显著提升DNA存储的稳定性和半衰期，实现高保真数据恢复 | 未提及实际存储规模扩展性及成本效益分析 | 开发长期可靠的DNA存档数据存储保护方法 | 编码文本数据的DNA分子 | 分子数据存储 | NA | 同轴静电纺丝，DNA序列编码 | NA | 文本数据 | 150-bp DNA片段，具体数量未说明 | DNA | 文本编码 | DNA计算 | 半衰期（97.8年@20°C，940.5年@10°C），存储密度未提及 |
| 5 | 2026-05-05 |
High-Fidelity Data Retrieval from Synthetic DNA Pools via Machine Learning Model
2026-May, Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
DOI:10.1002/smll.202509522
PMID:41797673
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研究论文 | 提出一种基于机器学习的方法，实现从合成DNA池中高保真等温选择性数据检索 | 利用机器学习模型结合toehold触发等温DNA存储，实现信号-噪声比最大提升292倍，突破了传统热力学杂交的序列识别限制 | NA | 实现DNA数据存储中选择性检索的高保真度和低能耗 | 合成DNA池中的锁序列和互补钥匙寡核苷酸 | 机器学习 | NA | 等温DNA存储 | 机器学习模型 | 序列数据 | 12,000个8-核苷酸锁序列 | DNA | NA | DNA计算 | 存储容量（比特/字节/GB/TB），访问时间，错误率，耐久性 |
| 6 | 2026-05-02 |
In situ tracking of glycoRNAs on single-cell surface to reveal RNA heterogeneity and transport mechanism
2026-Apr-23, Nucleic acids research
IF:16.6Q1
DOI:10.1093/nar/gkag362
PMID:42049234
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研究论文 | 开发了一种名为GLINT的方法，用于在单细胞表面原位追踪特异性RNA的糖基化特征，揭示RNA异质性和转运机制 | 首次实现了对细胞表面不同RNA特异性糖基化特征的原位高灵敏度追踪，揭示了糖基化RNA通过SNARE蛋白介导的分泌性胞外机制进行胞内运输 | 未提及 | 探究细胞表面糖基化RNA的RNA底物特征和膜转运机制 | U1、U3、U35a、Y5和U8糖基化RNA，以及乳腺癌细胞亚型 | 分子生物学、细胞生物学 | 乳腺癌 | GLINT技术、代谢标记、邻位连接、分级杂交链式反应（HCR） | NA | 图像 | 单细胞水平，涉及十种乳腺癌细胞亚型 | DNA | NA | NA | NA |
| 7 | 2026-04-30 |
Programmable Chimeric Antigen Receptor T Cell Circuits With DNA Computing for Precision Tumor Therapy
2026-Apr-29, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.9420497
PMID:42051201
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研究论文 | 利用DNA逻辑计算实现可编程嵌合抗原受体T细胞回路，用于精准肿瘤治疗 | 开发基于DNA逻辑门的嵌合抗原受体系统，利用HaloTag将DNA适配体与CAR-T细胞结合，实现AND、OR和INHIBIT布尔逻辑控制的精准T细胞激活和肿瘤杀伤 | 未明确讨论体内安全性、脱靶效应及临床转化挑战 | 通过DNA计算实现对CAR-T细胞的精确调控，提升肿瘤治疗的靶向性和安全性 | CAR-T细胞和肿瘤细胞 | 分子计算 | 肿瘤 | DNA逻辑门、HaloTag结合、适配体组装 | 逻辑电路 | 分子信号 | 小鼠模型（未具体说明数量） | DNA | 布尔逻辑编码（AND， OR， INHIBIT） | DNA计算 | NA |
| 8 | 2026-04-23 |
Programmable DNA Strand-Displacement Circuits for Emulating Digital Sequential Logic Devices
2026-Apr-22, ACS applied materials & interfaces
IF:8.3Q1
DOI:10.1021/acsami.6c00972
PMID:41960891
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研究论文 | 本文介绍了一种可编程DNA电路平台，用于模拟数字时序逻辑元件，包括SR锁存器、时钟D触发器和两位二进制计数器 | 通过层次化设计的DNA链置换模块，在域级别编码时间信息并在空间受限的DNA模块上编排反应级联，实现了可靠的记忆存储、时钟门控信号传播和输入依赖的状态转换 | 未明确提及具体限制，但时序逻辑电路的构建仍面临重大挑战 | 实现可编程、状态感知的分子逻辑系统，推动纳米级处理器和智能纳米机器人的发展 | DNA链置换反应、数字时序逻辑元件（SR锁存器、D触发器、二进制计数器） | 分子计算 | NA | DNA链置换反应、荧光动力学测量 | NA | 分子信号 | NA | DNA | 域级别编码 | DNA计算 | 可扩展的方法论，适用于构建纳米级处理器 |
| 9 | 2026-04-22 |
DNA Condensates Enable Crosstalk-Free Operation of Identical DNA Computing Cascades
2026-Apr-20, Angewandte Chemie (International ed. in English)
DOI:10.1002/anie.5954994
PMID:42007506
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研究论文 | 本文提出利用可寻址条形码的液态DNA凝聚物来限制DNA链置换反应网络，以实现近乎相同电路的并行选择性操作，避免均相溶液中的串扰 | 通过DNA凝聚物和Transducer模块实现相同序列设计的DNA链置换反应在不同隔室中的正交并行执行，无需高序列正交性 | 未明确提及实验规模、错误率或长期稳定性等具体限制 | 增强DNA链置换反应网络的模块化和可扩展性，以支持更复杂或并行的功能 | DNA链置换反应网络和DNA凝聚物 | 分子计算 | NA | DNA链置换反应 | NA | 分子数据 | NA | DNA | 可寻址条形码 | DNA计算 | 增强模块化和可扩展性，支持并行操作 |
| 10 | 2026-04-05 |
Gungnir codec enabling high error-tolerance and low-redundancy DNA storage through substantial computing power
2026-Apr-04, Nature communications
IF:14.7Q1
DOI:10.1038/s41467-026-71485-x
PMID:41932957
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研究论文 | 本研究介绍了Gungnir编解码系统，利用工作量证明思想解决DNA存储中的替换、插入和删除错误，实现高容错性和低冗余的DNA数据存储 | 采用工作量证明机制和哈希签名进行错误校正，无需冗余序列副本或高覆盖测序即可从单拷贝含20%错误碱基的序列中完全恢复二进制数据 | 未明确说明系统在真实实验环境中的性能验证或大规模数据存储的实际应用限制 | 开发一种高容错、低冗余的DNA存储编解码系统，以降低DNA数据存储的整体成本 | DNA存储系统中的序列错误校正和数据处理 | DNA存储 | NA | 纳米孔长读长测序 | NA | 二进制数据 | NA | DNA | 哈希签名，工作量证明 | DNA计算 | 存储容量未指定，但强调高信息密度和千年级耐久性，容错能力达20%错误碱基 |
| 11 | 2026-04-01 |
DNA Data Storage Architecture via Ligation of Dynamic DNA Bytes
2026-Mar-31, Small methods
IF:10.7Q1
DOI:10.1002/smtd.202502001
PMID:41914655
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研究论文 | 提出了一种基于动态DNA字节（DynaBytes）的模块化DNA数据存储系统，支持类CRUD操作和实时检索 | 通过预制的DNA片段（DynaBytes）进行体外连接，构建可重构的信息单元，实现了交互式、可重写的数据存储，超越了传统的静态归档模式 | 未明确说明长期保存下的连接稳定性或大规模连接反应的错误率控制 | 开发一种高效、可扩展且支持动态操作的DNA数据存储架构 | 数字信息（210,776比特/26,347字节）的存储与检索 | DNA计算 | NA | DNA连接、纳米孔测序 | NA | 数字数据 | 存储了210,776比特（26,347字节）的数字信息 | DNA | 未指定具体编码方案，但包含简化的纠错和模糊解码机制 | DNA计算 | 存储容量210,776比特（26,347字节），通过标准化组件实现高效扩展，支持交互式可重写存储 |
| 12 | 2026-03-31 |
A Multi-Pathway Integrated DNA Logic Circuit for Precise Cancer Identification
2026-Mar-29, Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
DOI:10.1002/smll.202512835
PMID:41904798
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研究论文 | 本文提出了一种多通路集成DNA逻辑电路系统，用于高特异性和高灵敏度地识别癌细胞 | 通过整合两个AND门电路模块，协同激活三种不同的肿瘤特异性生物标志物，实现精确的癌症细胞识别 | 未明确提及系统的长期稳定性或大规模临床应用的限制 | 开发一种用于精确癌症诊断的DNA逻辑电路系统 | 癌细胞（MCF-7、HepG2、MDA-MB-231）和正常细胞（MCF-10A） | 分子计算 | 癌症 | DNA逻辑电路、荧光信号放大 | 多通路集成DNA逻辑电路（MDLC） | 荧光信号 | 三种癌细胞系和一种正常细胞系 | DNA | 逻辑门电路编码 | DNA计算 | 高特异性和灵敏度，适用于体内肿瘤成像 |
| 13 | 2026-03-21 |
Enzyme-Free DNA Logic Circuit with Single-Color Readout for Dual Biomarker Detection
2026-Mar, Applied biochemistry and biotechnology
IF:3.1Q2
DOI:10.1007/s12010-025-05519-3
PMID:41504844
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研究论文 | 本研究介绍了一种创新的无酶DNA逻辑电路系统，用于通过单一比色输出和四个离散强度水平同时检测两种不同的核酸生物标志物 | 该系统集成了toehold介导的链置换和催化发夹组装，基于G-四链体结构生成诊断信号，并使用单一输出信号格式简化了数据解释 | 未明确说明系统在更复杂生物基质中的长期稳定性或大规模生产可行性 | 开发一种用于多重生物标志物分析的准确、高效检测平台 | 两种不同的核酸生物标志物 | 分子计算 | NA | toehold介导的链置换，催化发夹组装，比色检测 | DNA逻辑电路，逻辑门（ABC门和DE门） | 核酸序列 | 在50%人血清中验证 | DNA | 逻辑门编码，G-四链体结构编码 | DNA计算，分子计算 | 检测限：输入1为5 pM，输入2为1 pM；在50%人血清中保持85±3%信号 |
| 14 | 2026-03-10 |
Engineering a flat-lying three-stranded duplex probe for catalytic DNA circuit toward enhanced electrochemical biosensing
2026-Aug, Bioelectrochemistry (Amsterdam, Netherlands)
DOI:10.1016/j.bioelechem.2026.109230
PMID:41570539
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研究论文 | 本文提出了一种基于催化DNA反应的电化学DNA生物传感器新策略，通过设计扁平取向的三链双链探针，优化了探针固定化过程，提升了传感性能 | 创新点在于设计了一种内部定位硫醇基团的扁平取向三链双链探针，相比传统直立探针，该设计提供了更易接近的界面和更稳定的组装密度，减少了对固定化浓度的依赖 | 未明确讨论长期稳定性、大规模生产可行性或在实际复杂生物样本中的广泛验证 | 研究目的是开发一种高性能的电化学DNA生物传感器，通过改进探针设计和固定化方法，实现高灵敏度和高效的DNA检测 | 研究对象是DNA生物传感器，特别是针对目标DNA序列的检测 | 生物传感 | NA | 电化学传感、催化DNA反应 | NA | 电化学信号 | 在稀释血清中进行了目标检测，但未明确样本数量 | DNA | NA | NA | 检测限为244 fM，反应速率在1.5小时内完成，相比直立探针的2.5小时更快 |
| 15 | 2026-03-09 |
From deep archival to real-time applications: Challenges and opportunities in DNA data storage
2026 May-Jun, Biotechnology advances
IF:12.1Q1
DOI:10.1016/j.biotechadv.2026.108833
PMID:41643789
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综述 | 本文探讨了DNA数据存储从深度冷存档到实时应用场景中的挑战与机遇 | 系统性地分析了DNA数据存储在不同温度场景（深度冷、冷、温、热）下的技术需求与解决方案，强调了跨学科整合的重要性 | 未提供具体实验数据或量化性能指标，主要基于理论分析和现有技术综述 | 评估DNA作为下一代数据存储介质在不同应用场景中的可行性，并识别关键技术障碍 | DNA数据存储技术及其在存档与实时处理中的应用 | 数据存储 | NA | NA | NA | NA | NA | DNA | NA | DNA计算 | 存储密度、长期耐久性（理论寿命达数百年至千年）、低能耗、读写吞吐量、延迟、动态数据操作支持 |
| 16 | 2026-03-09 |
Logic-gated fluorescent biosensor integrating aptamer recognition and oxidative cleavage-responsive DNA circuit for myeloperoxidase detection
2026-Feb-02, Journal of translational medicine
IF:6.1Q1
DOI:10.1186/s12967-026-07780-4
PMID:41629951
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研究论文 | 本文提出了一种新型双锁DNA生物传感平台，用于同时检测髓过氧化物酶的蛋白质表达和酶活性 | 该平台创新性地整合了适配体介导的分子识别和次氯酸触发的氧化切割，通过严格的AND逻辑门配置实现高特异性检测 | 未明确提及具体局限性，但可能涉及复杂生物样品中的潜在干扰或技术优化需求 | 开发一种能够精确区分蛋白酶丰度与催化活性的生物传感方法 | 髓过氧化物酶（MPO） | 生物传感 | NA | 催化发夹组装（CHA）、适配体识别、氧化切割 | AND逻辑门 | 荧光信号 | 多种复杂生物样品（如血清、唾液和细胞裂解液） | DNA | NA | 分子计算 | NA |
| 17 | 2026-03-09 |
DPCM-DP-EN: a lossless dynamic compress and encrypted encode method for DNA storage of medical images with high storage density
2026-Feb, Medical & biological engineering & computing
IF:2.6Q3
DOI:10.1007/s11517-025-03458-z
PMID:41212402
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研究论文 | 提出一种用于医学图像DNA存储的无损动态压缩和加密编码方法，旨在实现高存储密度 | 结合DPCM压缩、ZigZag和动态规划进行冗余去除，并引入新的加密编码映射方法，在满足生物约束的同时提高编码密度和效率 | 未明确提及方法在极端错误率下的性能极限或长期存储稳定性验证 | 开发一种高效的DNA存储方法，用于医学图像的大规模长期存储 | 医学图像 | 数字病理学 | NA | DNA存储 | NA | 图像 | 三个不同的医学图像数据集 | DNA | 加密编码映射 | DNA计算 | 编码密度超过3比特/核苷酸，压缩率40%以上，支持大规模存储（200张图像） |
| 18 | 2026-03-09 |
Highly Secure In Vivo DNA Data Storage Driven by Genomic Dynamics
2026-Feb, Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
DOI:10.1002/advs.202514565
PMID:41588883
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研究论文 | 提出一种名为集成计算-生物编程的统一范式，用于实现高安全性的活体DNA数据存储 | 利用计算和微生物系统的内在数字特性，通过从基因调控网络或跨物种完整基因组构建动态密码表，将密钥空间扩展超过100个数量级 | 未明确说明 | 解决现有活体DNA数据存储方法的安全风险，实现安全的数据加密存储 | 活体微生物系统中的数字文件 | DNA数据存储 | NA | 基因调控网络分析、基因组分析 | 集成计算-生物编程范式 | 数字文件 | NA | DNA | 动态密码表 | DNA计算, 分子计算 | 密钥空间扩展超过100个数量级，数据恢复率100%（经过100代复制后） |
| 19 | 2026-03-08 |
The DNA-Based Disease Diagnosis Model with Strand Displacement Reaction
2026-Mar-06, IEEE transactions on computational biology and bioinformatics
DOI:10.1109/TCBBIO.2026.3671276
PMID:41790822
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研究论文 | 本研究开发了一种基于DNA链置换反应的支持向量机模型，用于直接分析生物样本中的miRNA表达水平并进行疾病诊断 | 利用DNA链置换反应实现了分子水平的支持向量机模型，能够直接处理生物样本并实时输出诊断结果，具有高并行性和生物相容性 | 未明确说明模型在更广泛疾病类型或更大样本规模下的验证情况，以及实际临床应用中的稳定性 | 开发一种基于DNA计算的疾病诊断模型，实现分子水平的智能诊断 | microRNAs（miRNAs）作为疾病诊断的生物标志物 | DNA计算 | 囊性、粘液性和浆液性肿瘤，胶质瘤，透明细胞癌 | 链置换反应（SDR） | 支持向量机（SVM） | miRNA表达水平数据 | 基于癌症基因组图谱（TCGA）数据库的样本（具体数量未明确） | DNA | 基于DNA序列的编码 | DNA计算 | 高并行性处理能力，能够同时分类三种疾病状态 |
| 20 | 2026-03-06 |
Highly biased DNA sequence reconstruction in DNA storage with multi-scale attention mechanism and contrast learning
2026-Jun, Synthetic and systems biotechnology
IF:4.4Q1
DOI:10.1016/j.synbio.2026.01.028
PMID:41783156
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研究论文 | 本文提出了一种基于多尺度注意力机制和对比学习的深度序列重建模型（MACL），用于在DNA存储中高错误率条件下增强DNA序列重建 | MACL模型创新性地结合了多尺度注意力机制（包括碱基尺度、序列间和序列内尺度）和对比学习，专门针对DNA存储中的高错误率条件设计，能有效处理碱基替换、插入和删除错误 | 未明确提及模型在极端错误率（如超过5%）下的性能表现，且实验主要基于真实世界DNA存储和病毒基因组数据集，可能未涵盖所有DNA存储场景 | 旨在提高DNA存储中在高错误率条件下的DNA序列重建质量，以支持DNA存储和基因组学研究的实际应用 | DNA存储中的DNA序列，包括真实世界DNA存储数据集和病毒基因组数据集 | DNA存储 | NA | 深度序列重建模型，结合多尺度注意力机制和对比学习 | MSA Transformer, 多尺度注意力机制, 卷积模块 | DNA序列数据 | 未明确指定具体样本数量，但基于真实世界DNA存储和病毒基因组数据集 | DNA | RS码（里德-所罗门码） | 分子计算, DNA计算 | 在碱基错误率为5%的高偏差序列中，能无损重建医学图像，展示了高错误率下的存储容量和数据完整性 |