可编程共转录 Splice：通过环形 Deletion 实现正则语言

RNA共转录性，即RNA在从DNA模板转录过程中进行剪接或折叠，为分子编程提供了广阔的应用前景。它实现了对纳米规模RNA结构的可编程折叠，最近已被证明具有图灵完备性。尽管转录后剪接已有广泛研究，但共转录剪接因其效率优势而受到关注，然而其不可预测性仍是挑战。本文聚焦于将共转录剪接不仅视为自然现象，更视为一种编程机制，用于从DNA模板生成特定的RNA目标序列。我们所面临的问题是：是否可以将一组用于特定系统的RNA序列编码到DNA模板词中，确保这些序列通过共转录剪接被生成。鉴于在各种能量模型下找到最优编码已被证明为NP难题，我们提出了在对数能量模型下的一种实用替代方法。更具体地，我们提供了一种将任意非确定性有限自动机（NFA）编码到圆形DNA模板中的构造方法，使得通过共转录剪接产生的所有序列都由NFA接受。由于所有有限语言都可以有效地编码为NFA，该框架解决了寻找任意目标RNA序列集的小型DNA模板的问题。寻求获得尽可能小的模板自然导向我们考虑最小化NFA问题及其某些实际动机变体，但我们表明，这些最小化问题是计算上不可避免的。