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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

Implementation of Turing Machine Using DNA Strand Displacement

verfasst von : Wataru Yahiro, Masami Hagiya

Erschienen in: Theory and Practice of Natural Computing

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

The computational capability of biochemical systems is one of the major interest in the area of nanotechnology. Since Bennett proposed his thought experiment of chemical Turing machine using DNA-like molecules, many attempts for DNA Turing machine have been made. However, they are based on some hypothetical assumptions or require laboratory manipulations for each step. Here we propose an implementation of Turing machine by using DNA strand displacement cascades.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Beaver, D.: A universal molecular computer. DNA Based Comput. 27, 29–36 (1996) Beaver, D.: A universal molecular computer. DNA Based Comput. 27, 29–36 (1996)
2.
Zurück zum Zitat Bennett, C.H.: The thermodynamics of computationa review. Int. J. Theor. Phys. 21(12), 905–940 (1982)CrossRef Bennett, C.H.: The thermodynamics of computationa review. Int. J. Theor. Phys. 21(12), 905–940 (1982)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Lakin, M.R., Phillips, A.: Modelling, simulating and verifying turing-powerful strand displacement systems. In: Cardelli, L., Shih, W. (eds.) DNA 2011. LNCS, vol. 6937, pp. 130–144. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-23638-9_12 CrossRef Lakin, M.R., Phillips, A.: Modelling, simulating and verifying turing-powerful strand displacement systems. In: Cardelli, L., Shih, W. (eds.) DNA 2011. LNCS, vol. 6937, pp. 130–144. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.​1007/​978-3-642-23638-9_​12 CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Qian, L., Soloveichik, D., Winfree, E.: Efficient turing-universal computation with DNA polymers. In: Sakakibara, Y., Mi, Y. (eds.) DNA 2010. LNCS, vol. 6518, pp. 123–140. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.1007/978-3-642-18305-8_12 CrossRef Qian, L., Soloveichik, D., Winfree, E.: Efficient turing-universal computation with DNA polymers. In: Sakakibara, Y., Mi, Y. (eds.) DNA 2010. LNCS, vol. 6518, pp. 123–140. Springer, Heidelberg (2011). doi:10.​1007/​978-3-642-18305-8_​12 CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Rondelez, Y., Tresset, G., Tabata, K.V., Arata, H., Fujita, H., Takeuchi, S., Noji, H.: Microfabricated arrays of femtoliter chambers allow single molecule enzymology. Nature Biotechnol. 23(3), 361–365 (2005)CrossRef Rondelez, Y., Tresset, G., Tabata, K.V., Arata, H., Fujita, H., Takeuchi, S., Noji, H.: Microfabricated arrays of femtoliter chambers allow single molecule enzymology. Nature Biotechnol. 23(3), 361–365 (2005)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Rothemund, P.W.: A DNA and restriction enzyme implementation of Turing machines. DNA Based Comput. 27, 75–119 (1996)MathSciNet Rothemund, P.W.: A DNA and restriction enzyme implementation of Turing machines. DNA Based Comput. 27, 75–119 (1996)MathSciNet
7.
Zurück zum Zitat Soloveichik, D., Cook, M., Winfree, E., Bruck, J.: Computation with finite stochastic chemical reaction networks. Natural Comput. 7(4), 615–633 (2008)MathSciNetCrossRefMATH Soloveichik, D., Cook, M., Winfree, E., Bruck, J.: Computation with finite stochastic chemical reaction networks. Natural Comput. 7(4), 615–633 (2008)MathSciNetCrossRefMATH
8.
Zurück zum Zitat Soloveichik, D., Seelig, G., Winfree, E.: DNA as a universal substrate for chemical kinetics. Proc. Nat. Academy Sci. 107(12), 5393–5398 (2010)CrossRef Soloveichik, D., Seelig, G., Winfree, E.: DNA as a universal substrate for chemical kinetics. Proc. Nat. Academy Sci. 107(12), 5393–5398 (2010)CrossRef
Metadaten
Titel
Implementation of Turing Machine Using DNA Strand Displacement
verfasst von
Wataru Yahiro
Masami Hagiya
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-49001-4_13

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