[發明專利]一種DNA圖譜算法的改進試驗方法

有效

• 申請號: 202110781328.1
• 申請日: 2021-07-11
• 公開（公告）號: CN113361141B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王亮;廖柯熹;何國璽;何騰蛟;廖德琛;葉男
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種DNA圖譜算法的改進試驗方法，所述算法建立在SPDP實驗基礎上，根據SPDP實驗所獲得的數據，建立對應的數學模型，采用數據翻倍加廣義窮舉法求解，并且設計MATLAB計算求解程序，由于SPDP實驗的局限性，數學算法求得結果存在多解，基于SPDP法的基礎上，設計了“二次實驗法”，通過在SPDP實驗n+1組數據的基礎上，再增加2n組數據，建立了新的數學模型算法，同時設計了MATLAB程序算法。

技術領域

本發明涉及一種模型求解算法領域，特別涉及一種DNA圖譜算法的改進試驗方法。

背景技術

DNA測序是目前生命科學發展領域的重要組成部分，準確掌握DNA順序對了解生物發展規律具有深遠意義。目前測量DNA順序采用的方法有PDP和SPDP方法，通過特定的生物酶在DNA的指定位置打開。DNA排序按照限制性位點隔開，一個DNA上包含不同數量的限制性位點，一個含有n個限制性位點的DNA，可以將其分割為n+1份不同長度，目前通過實驗，就是找出這些不同長度的一個排列順序，當按照DNA片段長度排列成一個DNA后，就相當找到DNA的順序。

目前所采用的實驗方法，是DNA測序的一個初步過程，在采用特殊酶在限制性位點截斷后，得到的結果為n+1組長度值，只知大小，不知順序。如何通過實驗所得到的數據來反推出DNA的順序，則是關鍵問題。求解這類問題的關鍵在于建立對應可行的數學模型，并且可以實現數學模型的求解，同時還能得到一個可行的結果。基于該問題，本發明基于SPDP實驗法得到的一組數據，建立求解該問題的一數學模型算法，同時由于SPDP方法的局限性，求解結果出現多解，為了減少多解的數量，不斷逼近DNA最原始排序，改進了SPDP法，增加了實驗數據組數，同時建立了改進后方法的數學模型，并且設計程序求得結果，通過該模型，可大大降低多解的數量，提高DNA排序結果的真實性。

發明內容

針對DNA測序問題，本發明旨在提供一種DNA圖譜算法的改進試驗方法，采用SPDP算法所得到的一組實驗數據，以其為基礎，建立對應的數學模型方法，同時針對其存在的弊端，增加了實驗組數，建立了新實驗下的數學模型及其求解方法。

本發明技術方案如下：

一種DNA圖譜算法的改進試驗方法，該算法的數據采用SPDP算法得到的2組實驗數據，第一組數據為：

[1，14，12，3，7，8，9，6，11，4，12，3，13，2，5，10]

第二組數據為：

[1，1，2，1，2，2，1，2，3]

作為優選，假設DNA有n個限制性位點，通過SPDP法得到的第一組實驗數據中總共包含2n個數據，分為n組，每組包含2個數據，2個數據相加之和為DNA總長度。

作為優選，假設含有n個限制性位點的DNA，依次編號為1，2，...，n，起點編號為0，終點編號為n+1。

作為優選，假設已經知道從0節點到1節點，2節點，一直到n節點的長度值，依次記錄為a_0,1、a_0,2、a_0,3、...、a_0,n-1、a_0,n、a_0,n+1，其中a_0,n+1為DNA的總長度值。

作為優選，DNA各個片段的長度計算方法為：

式中：L₁、L₂、L₃、...、L_n-1、L_n、L_n+1是指各個DNA以限制性位點為節點的各個管段長度。