生物计算机与DNA存储相关文章
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当前共找到 11 篇文献。
| 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 | 2026-11-06 |
Fast bootstrap and reliable readout using hidden references for DNA data storage
2026-Feb, iMeta
IF:23.7Q1
DOI:10.1002/imt2.70105
PMID:42974437
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研究论文 | 提出一种基于水印大DNA片段和多重隐藏参考的快速可靠读出框架，将从头读出转化为类似重测序的流程，以降低读出复杂度并兼容不同测序平台 | 利用多重隐藏参考将从头读出转化为类似重测序的工作流；针对低插入缺失率平台采用基于相关性的识别和逐位共识快速解码，针对易发生插入缺失的平台采用渐进式读出比对和前向-后向算法确保鲁棒恢复；体内实验验证了该框架 | 摘要未明确说明局限性 | 解决大规模无序测序读出的数据读出问题，降低读出复杂度并提高可靠性，特别是应对插入和缺失错误 | 使用水印大DNA片段进行数据存储的DNA数据存储系统 | DNA数据存储 | NA | DNA测序（Illumina测序、纳米孔测序） | NA | 测序读段 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 在Illumina读段（原始错误率约0.2%）覆盖度0.6-2.5×和纳米孔读段（原始错误率约5%）覆盖度1.6×或4.3×下实现无错恢复，表明大片段DNA存储具有实用性和可扩展性 |
| 2 | 2026-09-05 |
Logic-gated fluorescent biosensor integrating aptamer recognition and oxidative cleavage-responsive DNA circuit for myeloperoxidase detection
2026-02-02, Journal of translational medicine
IF:6.1Q1
DOI:10.1186/s12967-026-07780-4
PMID:41629951
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研究论文 | 本文报道了一种逻辑门控的荧光生物传感器，该传感器整合适体识别和氧化裂解响应性DNA电路，用于髓过氧化物酶的检测 | 提出了一种双锁DNA生物传感平台，通过适体介导的分子识别和次氯酸触发的氧化裂解，实现对MPO蛋白表达和酶活性的同时严格评估，采用AND逻辑门配置抑制假阳性 | 摘要中未提及局限性 | 开发一种能够同时定量检测蛋白酶含量和功能活性的分析工具，以推进临床诊断和病理研究 | 髓过氧化物酶（MPO）及其在复杂生物样本中的检测 | 生物传感器、分子诊断 | 炎症相关疾病（如心血管疾病、慢性炎症） | 适体识别、氧化裂解、催化发夹组装（CHA）、荧光信号放大 | DNA电路（非神经网络模型） | 荧光信号数据 | 复杂生物样本包括血清、唾液和细胞裂解液（具体数量未提及） | DNA | 不适用 | DNA计算（逻辑门控） | 信号放大能力、特异性、抗干扰性（具体量化指标未提及） |
| 3 | 2026-08-22 |
High-Data-Density, High-Decoding-Speed, and High-Decoding-Accuracy DNA Data Ink for Digital Preservation
2026-02-03, ACS nano
IF:15.8Q1
DOI:10.1021/acsnano.5c13665
PMID:41562500
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研究论文 | 提出一种集成的DNA存储系统，通过优化编码和处理策略，实现高数据密度、高解码速度和准确性的数字保存方案 | 采用灵活索引分配系统，实现9.78 bits/nt净信息密度，解码速度比传统方法快360倍，并结合内Reed-Solomon和外XOR码的纠错系统，实现低拷贝数据的可靠恢复 | 未明确提及局限性 | 解决DNA存储实际应用中的高合成成本、测序错误和访问速度慢等问题，为文化保护、自动驾驶数据管理和机器学习应用奠定基础 | DNA数据存储系统，包括编码、解码、纠错和NGS制备流程 | 数字病理学 | 不适用 | NGS | 不适用 | 文本 | 457万次读取（1.63 GB） | DNA | Reed-Solomon码, XOR码 | DNA计算 | 存储容量达2.79×10^24字节（约2.79 YB），净信息密度9.78 bits/nt，解码速度360倍提升，错误率低且可处理低拷贝数据 |
| 4 | 2026-08-22 |
Stimulus-Responsive NOT Gate for Single-Rail DNA Logic Circuits and Biosensing
2026-02-03, ACS nano
IF:15.8Q1
DOI:10.1021/acsnano.5c17487
PMID:41575263
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研究论文 | 本文开发了光控和热控的NOT门，用于单轨DNA逻辑电路和生物传感，实现快速逻辑反转并兼容多种电路系统 | 首次实现了受光热调控的NOT门，克服了单轨DNA逻辑中实现NOT门的障碍，避免双轨架构的复杂性和泄漏风险 | 未明确提及，但可能受限于光热控制的复杂性和实际应用中的环境要求 | 开发可扩展的DNA计算平台，实现逻辑反转和生物环境中的直接转化应用 | DNA分子电路，包括用于逻辑运算和生物传感的NOT门 | 数字病理学 | 不适用 | 分子生物学技术（如聚合酶驱动和toehold介导的DNA链置换） | 不适用 | 生物分子数据（DNA序列） | 不适用 | DNA | 不适用 | 分子计算，DNA计算 | 多层计算网络的验证和生物传感应用，表明具有可扩展性，但未提供具体指标 |
| 5 | 2026-08-07 |
CRISPR/Cas12a platform activated by a protospacer adjacent motif-engineered DNA circuit for specific target sensing
2026-02-19, Analytical methods : advancing methods and applications
IF:2.7Q1
DOI:10.1039/d5ay02079d
PMID:41648912
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研究论文 | 本研究开发了一种由PAM工程化DNA电路激活的CRISPR/Cas12a平台，用于特异性靶标检测，实现了对ctDNA、UDG和ACE的高灵敏度检测 | 通过PAM工程化DNA电路激活Cas12a，实现非核酸靶标的检测，并采用两级信号放大机制提高灵敏度 | 未提及具体限制 | 开发一种通用的CRISPR/Cas12a传感平台，用于非核酸靶标的灵敏和选择性检测 | 循环肿瘤DNA（ctDNA）、尿嘧啶-DNA糖基化酶（UDG）、啶虫脒（ACE） | 分子诊断 | 癌症（通过ctDNA检测） | CRISPR/Cas12a系统、DNA电路 | NA | 生物化学数据（检测信号） | 实际样品中的定量检测，具体数量未提及 | DNA | NA | DNA计算 | 检测限（LOD）分别为0.023 fM（ctDNA）、0.00004 U/mL（UDG）、0.12 fM（ACE） |
| 6 | 2026-06-29 |
Entropy-drive DNA circuit coupled with no-promoter rolling circle transcription to synthesize fluorescent gold nanoclusters for label-free detection of breast cancer biomarkers
2026-Feb-21, Mikrochimica acta
DOI:10.1007/s00604-026-07921-y
PMID:41721123
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研究论文 | 开发了一种结合熵驱动DNA电路和无启动子滚环转录的级联放大策略，用于无标记检测乳腺癌生物标志物miRNA-21 | 设计了自折叠成哑铃结构的单链DNA探针，同时作为EDC产物和转录模板，防止序列交叉并消除启动子依赖性，并结合荧光金纳米簇实现高灵敏检测 | 未明确讨论该方法在临床应用中的潜在干扰或长期稳定性 | 实现高灵敏、特异性且无标记的miRNA检测，用于癌症诊断 | miRNA-21作为乳腺癌生物标志物 | 数字病理学 | 乳腺癌 | 滚环转录、荧光金纳米簇合成 | NA | NA | 复杂生物样本中的总RNA提取物，用于区分癌细胞与正常细胞 | RNA, DNA | NA | NA | 检测限9.6 pM，单碱基错配特异性 |
| 7 | 2026-06-07 |
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 | 提出一种利用基因组动态特性的体内DNA数据存储安全范式 | 整合计算与生物系统，通过基因调控网络或完整基因组构建动态编码表，密钥空间扩大超过100个数量级 | 未明确讨论大规模实际部署时的性能瓶颈或通用性限制 | 实现高安全性的体内DNA数据存储 | 数字文件在微生物系统中的加密、存储与解密 | 计算机科学 | 不适用 | DNA编码、计算与计算操作 | 不适用 | 数字文件 | 100代复制后的数据恢复测试 | DNA | 动态编码表 | DNA计算 | 信息密度、密钥空间大小、数据恢复率（100代复制后100%恢复） |
| 8 | 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） |
| 9 | 2026-02-28 |
Intramolecular DNA Machine Coupled with Catalytic Redox-Recycling Amplification for Highly Efficient Electrochemical Detection of Dipicolinic Acid
2026-Feb-27, ACS sensors
IF:8.2Q1
DOI:10.1021/acssensors.5c03980
PMID:41637444
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研究论文 | 本文报道了一种基于分子内DNA机器与催化氧化还原循环放大相结合的高效电化学生物传感器，用于检测DPA | 提出了分子内DNA机器放大范式替代传统分子间扩散驱动设计，并协同结合目标触发的分子内DNA机器激活与CeO催化氧化还原循环放大 | NA | 开发高效电化学传感器以准确及时检测DPA，预防炭疽疫情 | DPA（作为炭疽芽孢杆菌生物标志物）及细菌芽孢样本 | 生物传感器 | 炭疽 | 电化学检测、催化氧化还原循环放大、DNA纳米技术 | NA | 电化学信号 | NA | DNA | NA | DNA计算 | 检测限低至7.4 pM，反应时间仅40分钟，灵敏度比分子间DNA机器传感器高3个数量级 |
| 10 | 2026-02-22 |
Conformation-programmed DNA computing
2026-Feb-20, Science advances
IF:11.7Q1
DOI:10.1126/sciadv.aec8383
PMID:41706864
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研究论文 | 本文提出了一种变构DNA计算框架，通过整合序列可编程性与构象动力学，实现了多级信号处理 | 开发了一种能够同时整合序列可编程性和构象动力学的变构DNA计算框架，利用多聚胸腺嘧啶环编码构象信号，扩展了信号处理范围并实现了信号放大 | 未明确说明系统在复杂生物环境中的长期稳定性、大规模集成时的可扩展性以及实际临床应用中的潜在限制 | 开发一种能够整合序列特异性和构象动力学的自适应DNA计算系统，用于高级合成生物学和精准治疗 | 基于DNA的变构计算系统，包括变构发夹组装体和变构DNA神经网络 | DNA计算 | NA | 变构DNA计算，构象信号编码，催化发夹组装 | 变构DNA神经网络 | 构象信号（基于环长度），序列信号 | NA | DNA | 构象编码（通过多聚胸腺嘧啶环长度），序列编码 | DNA计算，分子计算 | 信号处理范围扩展（环长度0-40核苷酸），信号放大倍数约30倍，构象信号分辨率达2个核苷酸（环长度7-15核苷酸） |
| 11 | 2026-02-03 |
Light-Up Nanostructures with Allosterically Controlled Fluorogenic DNA Aptamers
2026-Feb, Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
DOI:10.1002/adma.202514306
PMID:41243624
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研究论文 | 本文提出了一种系统方法用于理性设计合成变构DNA适配体，实现对荧光DNA适配体变构开关转换的精确控制，并应用于DNA计算和响应性纳米结构构建 | 开发了基于toehold介导链置换的变构适配体设计方法，使目标序列作为特异性变构调节剂，实现荧光性质的高度可调 | NA | 开发可精确控制变构转换的合成DNA适配体设计方法 | 变构DNA适配体及其在DNA计算和纳米结构中的应用 | DNA计算 | NA | toehold介导链置换 | NA | NA | NA | DNA | NA | DNA计算 | NA |