基于白血病的生物分子多状态自动机

论文摘要

本文在介绍确定及非确定有穷自动机的相关理论知识以及基因诊断和治疗预备知识的基础上,借鉴Yaakov Benenson等人分子自动机运行机理,设计出了一种以白血病为模型的多状态非确定分子自动机。文中模型采用Yaakov Benenson等人的分子医生运行机制。他们设计的自动机只是针对一种疾病诊断与治疗的两状态非确定机,但根据实际情况,同一疾病的发生会有多种亚型,同一基因又可以在不同疾病的诊断上起作用,因此设计出能够进行疾病诊断与治疗的多状态非确定自动机是非常必要的。由此,本文提出了一种基于白血病的多状态生物分子自动机,并给出了自动机运行的浓度模型。文中基于白血病的多状态生物分子自动机是一种利用特殊的可以两头同时切割的限制酶设计出的具有多种状态的分子自动机。它以具有多种亚型,并且具有交叉诊断特异性基因的白血病为模型,该自动机能够同时对白血病的三种具有交叉诊断特异性基因的亚型进行诊断与治疗,并且能够特异性的释放多于一种的治疗药物。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 DNA 计算的特点
• 1.3 DNA 计算的操作原理
• 1.3.1 DNA 链的互补配对原则
• 1.3.2 DNA 计算的一般操作
• 1.3.3 DNA 计算的基本步骤
• 1.4 DNA 计算的研究现状
• 1.5 研究内容和意义
• 1.6 本章小结
• 第2章 自动机和基因诊断与治疗概述
• 2.1 自动机理论
• 2.1.1 有穷自动机的形式定义
• 2.1.2 非确定型有穷自动机的形式定义
• 2.2 基因诊断与治疗综述
• 2.2.1 基因诊断
• 2.2.2 基因治疗
• 2.3 Yaakov 基因诊断治疗分子自动机模型
• 2.3.1 Yaakov 两状态确定型分子自动机
• 2.3.2 分子自动机的能量问题和非确定自动机
• 2.3.3 应用于医学的分子自动机
• 2.3.4 浓度关系
• 2.4 肿瘤的分型
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于白血病的DNA 多状态自动机
• 3.1 白血病医学综述
• 3.1.1 白血病相关基因研究现状
• 3.1.2 白血病的基因治疗现状
• 3.1.3 白血病分型
• 3.1.4 多状态分子自动机在白血病基因诊断与治疗上的应用
• 3.2 特殊酶Bsp241 介绍
• 3.3 白血病模型与自动机确定
• 3.3.1 白血病模型确定
• 3.3.2 白血病模型的简化
• 3.3.3 自动机模型
• 3.4 分子自动机模型设计
• 3.4.1 bcr/abl 和bcl-2 的诊断与药物释放
• 3.4.2 其它基因的转换分子与诊断分子的设计
• 3.4.3 酶在诊断分子上的运行方式
• 3.4.4 CML 与AML 的诊断与治疗执行过程
• 3.4.5 诊断模型的浓度关系
• 3.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢