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Build DNA computers that solve problems with molecules! Learn how DNA stores data, performs computations, and solves complex mathematical problems. No biology experience needed - start computing with molecules in 3 minutes.

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これは何?

🎯 シミュレーターのヒント

📚 用語集

DNA (Deoxyribonucleic Acid)
生命の遺伝的指示を伝える分子で、二重らせん状に巻かれた 2 本のヌクレオチド鎖 (A、T、C、G) で構成されています。
Nucleotide Base
DNA の化学構成要素: アデニン (A)、チミン (T)、シトシン (C)、およびグアニン (G)。 A は T とペアになり、C は G とペアになります。
Hybridization
2 つの相補的な一本鎖 DNA 分子が結合して二重らせんを形成するプロセス。DNA コンピューティングの基本的な操作です。
Strand Displacement
入ってくる DNA 鎖が二重らせんから既存の鎖を置き換え、論理演算を可能にする反応。
Toehold
鎖の置換を開始する短い一本鎖 DNA のオーバーハングで、分子の「スイッチ」または「トリガー」として機能します。
Hamiltonian Path
すべての頂点を 1 回だけ訪問するグラフ内のパス。 DNA コンピューティングによって最初の問題が解決されました (Adleman、1994)。
PCR (Polymerase Chain Reaction)
特定の DNA 配列を増幅する (何十億ものコピーを作成する) 技術で、DNA 計算結果を読み取るために使用されます。
Gel Electrophoresis
DNA 分子をサイズごとに分離する実験手法で、DNA の計算結果を検証するために使用されます。
DNA Origami
短い相補的なステープル鎖を使用して、長い DNA 鎖を正確な 2D および 3D ナノ構造に折り畳む技術。
Boolean Logic
デジタル コンピューティングの基礎を形成する、TRUE/FALSE (1/0) 値と演算 (AND、OR、NOT) を使用する論理システム。
GC Content
DNA 配列内のグアニン塩基とシトシン塩基の割合。安定性に影響します (GC が高い = 結合が強い)。
Oligonucleotide
DNA コンピューティングの構成要素として使用される、通常 15 ~ 60 塩基の長さの短い合成 DNA または RNA 分子。
Massive Parallelism
DNA コンピューティングの主な利点は、1 つの試験管内で何兆もの操作を同時に実行できることです。
Biocomputation
生体分子とプロセス (DNA、RNA、タンパク質、細胞) を使用して計算タスクを実行します。
Molecular Programming
計算を含む複雑なタスクを実行するための分子システムの動作を設計およびエンジニアリングします。
Encoding Scheme
デジタル データ (2 値) を DNA 配列 (4 値) に変換するために使用される方法。たとえば、00=A、01=T、10=C、11=G をマッピングします。

🏆 主要人物

Leonard Adleman (1994)

DNA コンピューティングの創始者。試験管内の DNA 分子を使用してハミルトン経路問題を解決し、画期的な 1994 年の科学論文を発表しました。

Erik Winfree (1998-present)

DNAタイル自己集合理論を開発し、DNA鎖変位回路が任意のデジタル論理を実装できることを実証したカリフォルニア工科大学の教授

Paul Rothemund (2006)

カリフォルニア工科大学で DNA 折り紙を発明し、DNA をナノメートルの精度で任意の 2D および 3D ナノ構造に折り畳むことが可能になりました。

George Church (2012)

ハーバード大学の遺伝学者。DNA データ ストレージの先駆者であり、書籍全体を DNA でエンコードし、実用的なアーカイブ媒体としての DNA を実証した

Lulu Qian (2018)

カリフォルニア工科大学の研究者。鎖置換反応を利用したパターン認識が可能な DNA ニューラル ネットワークを作成し、分子を使って脳のようにコンピューティングを行った

Ehud Shapiro (2001-2004)

ワイツマン研究所の科学者。DNA と酵素を使用して疾患マーカーを診断できる最初のプログラム可能な分子コンピューティング マシンを構築した

🎓 学習リソース

💬 学習者へ

{'encouragement': 'You are exploring a completely different way of computing - one where molecules, not microchips, process information. DNA computing shows us that computation is a fundamental property of nature, not just something humans invented with silicon.', 'reminder': 'Leonard Adleman solved a math problem with molecules in a test tube in 1994, and many thought it was just a curiosity. Today, Microsoft is building commercial DNA storage systems and molecular circuits can recognize cancer cells. Never underestimate the power of a new idea.', 'action': 'Start encoding! Type text and watch it transform into DNA sequences. Try the complement operation to see Watson-Crick base pairing in action. Every DNA computing pioneer started by understanding these basics.', 'dream': 'Perhaps a student in Mumbai will design DNA logic circuits that detect diseases before symptoms appear. Perhaps a young coder in Addis Ababa will create molecular algorithms that solve problems no silicon computer ever could. The molecular computing revolution belongs to everyone.', 'wiaVision': 'WIA Book believes that the future of computing belongs to all of humanity, not just those with access to expensive hardware. DNA computing proves that the most powerful computer in the universe might just be a molecule. From Seoul to Sao Paulo - this is free forever, in the spirit of Hongik-ingan.'}

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