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关于形式语言的共转录性剪接的形式化

形式语言与自动机理论 2025-06-19 v2

摘要

RNA 共转录性指的是在从 DNA 模板转录的过程中对 RNA 序列进行剪接的过程。这一过程有望成为分子编程的关键工具。共转录性折叠已被证明可用于程序化组装纳米尺度的 RNA 结构,近期的进展还证明了其图灵完备性。虽然转录后剪接已被广泛研究,但共转录性剪接因其在分子系统中节省资源和空间的潜力而受到关注。然而,其不可预测性限制了实际应用。在本文中,我们关注工程化的共转录性剪接,超越自然发生的情况,编程产生特定目标序列的 RNA 序列通过 DNA 模板。我们引入三种能量模型下的情境性环 deletions 操作——线性环惩罚、对数环惩罚和常数有界环长——以及括号化情境删除,其中删除仅基于情境匹配发生,不受环形结构的约束。我们检查了与这些操作相关的模板可构造性问题的复杂性,并研究了它们生成的语言的封闭性,为分子编程系统中的 RNA 模板设计提供了见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.13354,
  title  = {A Formalization of Co-Transcriptional Splicing as an Operation on Formal Languages},
  author = {Da-Jung Cho and Szilárd Zsolt Fazekas and Shinnosuke Seki and Max Wiedenhöft},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13354},
  year   = {2025}
}

备注

35 pages, 2 tables, 4 figures, Updated Long Version, Under revision review in Natural Computing