Collaborative Research: CIF: Small: Coded String Reconstruction Problems in Molecular Storage
合作研究:CIF:小型:分子存储中的编码串重建问题
基本信息
- 批准号:2008125
- 负责人:
- 金额:$ 23.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-10-01 至 2024-09-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The problem of reconstructing text strings from their fragments or masses of fragments is of focal importance in computational biology as current DNA and protein sequencing platforms are unable to read the content of long strings that denote protein/gene sequences. One prototypical example of string reconstruction arises in DNA assembly: there, one creates multiple copies of the same long string and cuts the copies to read out short overlapping substrings that can be put together by matching their prefixes and suffixes. The reconstructed string may not be a perfect replica of the original string due to errors in the fragmentation and matching processes. Furthermore, for many strings unique reconstruction is inherently impossible. This represents a major issue for next generation sequencing technologies used in fundamental biological research, since in this setting it is impossible to ensure unambiguous results. The successful code designs pursued in this project can resolve reliability and content retrieval issues impeding implementations of emerging molecular computing and storage paradigms. This project is concerned with developing novel coding methods for unique reconstruction of strings or pools of strings based on their constituent substrings, subsequences and substring compositions. The techniques employed represent a combination of new graph-theoretic, combinatorial optimization and information theory approaches. In particular, the project will investigate the use of balanced partial de Bruijn strings for substring-based reconstruction, Catalan-like paths for multiset composition reconstruction as well as coded multi-trace reconstruction methods involving specialized modifications of deletion-correcting codes and superposition codes. The coding schemes will be tested on DNA-based and synthetic polymer-based data storage platforms under the development at the University of Illinois.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
从碎片或碎片质量中重建文本字符串的问题在计算生物学中至关重要,因为当前的DNA和蛋白质测序平台无法读取表示蛋白质/基因序列的长字符串的内容。 DNA组装中出现了字符串重建的一个原型示例:在那里,一个人创建了相同长字符串的多个副本,并切割了副本以读取可以通过匹配其前缀和后缀来匹配的简短重叠子字符串。由于片段和匹配过程中的错误,重建的字符串可能不是原始字符串的完美复制品。此外,对于许多字符串而言,独特的重建本质上是不可能的。这代表了基本生物学研究中使用的下一代测序技术的一个主要问题,因为在这种情况下,不可能确保明确的结果。该项目中所追求的成功代码设计可以解决妨碍新兴分子计算和存储范式实现的可靠性和内容检索问题。该项目涉及开发新的编码方法,以基于其组成子字符串,子序列和子字符组成的独特重建字符串或字符串池。所采用的技术代表了新的图理论,组合优化和信息理论方法的组合。特别是,该项目将调查平衡的部分de Bruijn字符串用于基于基因线的重建,类似加泰罗尼亚的多层组合物重建的路径,以及编码的多条跟踪重建方法,涉及涉及删除验证代码和叠加代码的专业修改。编码方案将在伊利诺伊大学开发的基于DNA的基于DNA和基于合成聚合物的数据存储平台上进行测试。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的智力优点评估来支持的,并具有更广泛的影响。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Gapped k-Deck Problem
k-Deck 缺口问题
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Rebecca Golm, Mina Nahvi
- 通讯作者:Rebecca Golm, Mina Nahvi
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Olgica Milenkovic其他文献
On the generalized Hamming weight enumerators and coset weight distributions of even isodual codes
关于偶等对码的广义汉明权重枚举器和陪集权重分布
- DOI:
10.1109/isit.2001.935925 - 发表时间:
2001 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Olgica Milenkovic - 通讯作者:
Olgica Milenkovic
Detection and Mapping of dsDNA Breaks using Graphene Nanopore Transistor
- DOI:
10.1016/j.bpj.2018.11.1580 - 发表时间:
2019-02-15 - 期刊:
- 影响因子:
- 作者:
Nagendra Athreya;Olgica Milenkovic;Jean-Pierre Leburton - 通讯作者:
Jean-Pierre Leburton
On the triangle clique cover and <math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline" id="d1e196" altimg="si9.svg" class="math"><msub><mrow><mi>K</mi></mrow><mrow><mi>t</mi></mrow></msub></math> clique cover problems
- DOI:
10.1016/j.disc.2019.111627 - 发表时间:
2020-01-01 - 期刊:
- 影响因子:
- 作者:
Hoang Dau;Olgica Milenkovic;Gregory J. Puleo - 通讯作者:
Gregory J. Puleo
Query-based selection of optimal candidates under the Mallows model
- DOI:
10.1016/j.tcs.2023.114206 - 发表时间:
2023-11-10 - 期刊:
- 影响因子:
- 作者:
Xujun Liu;Olgica Milenkovic;George V. Moustakides - 通讯作者:
George V. Moustakides
Olgica Milenkovic的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Olgica Milenkovic', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: CIF-Medium: Privacy-preserving Machine Learning on Graphs
合作研究:CIF-Medium:图上的隐私保护机器学习
- 批准号:
2402815 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Medium: Group testing for Real-Time Polymerase Chain Reactions: From Primer Selection to Amplification Curve Analysis
合作研究:CIF:中:实时聚合酶链式反应的分组测试:从引物选择到扩增曲线分析
- 批准号:
2107344 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: CIF: Medium: New Methods for Learning on Hypergraphs for Single-Cell Chromatin Data Analysis
合作研究:CIF:Medium:用于单细胞染色质数据分析的超图学习新方法
- 批准号:
1956384 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
CIF: Small: Collaborative Research:Leveraging Data Popularity in Distributed Storage Systems via Constrained Design Theory
CIF:小型:协作研究:通过约束设计理论利用分布式存储系统中的数据流行度
- 批准号:
1816913 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
SemiSynBio: An On-Chip Nanoscale Storage System Using Chimeric DNA
SemiSynBio:使用嵌合 DNA 的片上纳米级存储系统
- 批准号:
1807526 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Continuing Grant
CIF: Small: Coding for DNA-Based Storage Systems
CIF:小型:基于 DNA 的存储系统的编码
- 批准号:
1618366 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research:Synchronization and Deduplication of Distributed Coded Data: Fundamental Limits and Algorithms
CIF:小型:协作研究:分布式编码数据的同步和重复数据删除:基本限制和算法
- 批准号:
1526875 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: Ordinal Data Compression
CIF:小型:协作研究:有序数据压缩
- 批准号:
1527636 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Collaborative Research: A General Theory of Group Testing for Genotyping
CIF:小型:协作研究:基因分型群体测试的一般理论
- 批准号:
1218764 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Nonlinear Matrix and Tensor Completion with Applications in Systems Biology
CIF:小:非线性矩阵和张量补全及其在系统生物学中的应用
- 批准号:
1117980 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
支持二维毫米波波束扫描的微波/毫米波高集成度天线研究
- 批准号:62371263
- 批准年份:2023
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
腙的Heck/脱氮气重排串联反应研究
- 批准号:22301211
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
水系锌离子电池协同性能调控及枝晶抑制机理研究
- 批准号:52364038
- 批准年份:2023
- 资助金额:33 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
基于人类血清素神经元报告系统研究TSPYL1突变对婴儿猝死综合征的致病作用及机制
- 批准号:82371176
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
FOXO3 m6A甲基化修饰诱导滋养细胞衰老效应在补肾法治疗自然流产中的机制研究
- 批准号:82305286
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Collaborative Research: CIF: Medium: Snapshot Computational Imaging with Metaoptics
合作研究:CIF:Medium:Metaoptics 快照计算成像
- 批准号:
2403122 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CIF-Medium: Privacy-preserving Machine Learning on Graphs
合作研究:CIF-Medium:图上的隐私保护机器学习
- 批准号:
2402815 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Mathematical and Algorithmic Foundations of Multi-Task Learning
协作研究:CIF:小型:多任务学习的数学和算法基础
- 批准号:
2343599 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Mathematical and Algorithmic Foundations of Multi-Task Learning
协作研究:CIF:小型:多任务学习的数学和算法基础
- 批准号:
2343600 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research:CIF:Small:Acoustic-Optic Vision - Combining Ultrasonic Sonars with Visible Sensors for Robust Machine Perception
合作研究:CIF:Small:声光视觉 - 将超声波声纳与可见传感器相结合,实现强大的机器感知
- 批准号:
2326905 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 23.15万 - 项目类别:
Standard Grant