과학연구

DNA부호리론과 응용

 2019.4.6.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《과학기술의 종합적발전추세와 사회경제발전의 요구에 맞게 새로운 경계과학을 개척하고 발전시키는데 큰 힘을 넣어야 합니다.》

오늘 우리 인민은 경애하는 김정은동지의 현명한 령도밑에 자력갱생의 기치높이 사회주의건설의 새로운 진격로를 열어나가기 위한 투쟁을 힘있게 벌리고있다.

장엄한 이 진군을 성과적으로 보장하기 위해서는 나라의 과학기술을 빨리 발전시키고 첨단기술을 적극 개발창조하여야 한다. 지금 사회와 자연을 정복하기 위한 인간의 투쟁이 활발해짐에 따라 경계과학들이 수많이 개척되고 높은 발전속도를 이룩하고있다.

DNA부호리론은 이러한 경계분야의 하나로서 생물학과 수학, 정보과학이 결합되여 형성된 학문이다.

DNA을 응용하는데서 나서는 기초적인 문제의 하나는 DNA에 대한 수학적모형화이다.

DNA분자를 A, G, C, T의 4개 자모로 된 부호문으로 생각하면 수학의 부호리론을 리용하여 유전자에 대한 연구를 더욱 심화시킬수 있다.

부호리론을 리용하여 DNA분자를 연구하는 주되는 목적은 실천에서 요구하는 DNA암호문을 리론적으로 구성할수 있는가 하는것이다.

수학리론적인 견지에서 볼 때 D에 대하여 다음의 연구들이 주목되고있다.

우선 D의 크기의 리론적한계를 구하는것이다. 즉 주어진 n, d, w 혹은 n, d 대하여 M의 최대크기는 얼마인가 하는것이다. 이 문제가 해결되게 되면 해당 연구에서 요구하는 D의 존재성에 대하여 대답을 줄수 있다.

다음으로 D의 실제적인 구성이다. 앞에서는 D의 크기한계에만 주의를 돌리였을 뿐 실제적인 구성방법에 대하여서는 해답을 주지 않는다. 이런데로부터 크기의 리론적한계내에서 충분히 큰 D의 구성문제가 제기된다.

마지막으로 D의 오유정정방법론이다. 현실에서 얻어진 D의 DNA암호들은 후대에 전달되거나 자체복제될 때 갑작변이와 같은 이러저러한 원인으로 오유를 포함할수 있다. 이것을 찾아내고 정정하는데 부호리론의 오유정정방법을 리용할수 있다. 이것은 생물학적견지에서뿐아니라 DNA콤퓨터에서 연산과 기억, 정보전달의 안전성을 담보하는데서도 매우 중요한 의의를 가진다.

지난 시기 김일성종합대학 수학부 연구집단에서는 대수적부호리론발전에 이바지하는 많은 연구성과들을 이룩하였으며 SCI급을 비롯한 국내외의 잡지들과 토론회들에 발표하였다.

우선 잘 알려진 한가지 부호에서 최소거리의 절반을 넘는 오유를 정정하기 위한 확률적복호법을 제기하고 복호오유확률을 평가하였다.

또한 한가지 부호에서 최소거리의 절반을 넘는 오유를 정정하기 위한 확률적복호법을 제기하고 복호오유확률을 평가하여 요구되는 정확도를 가진 부호를 구성할수 있게 하였다.

또한 한가지 기약순환부호와 클루스터만합사이관계와 관련한 미해명문제를 해명하고 기약순환부호에서 한가지 확률적복호알고리듬을 제기하였다.

이 모든 결과들은 DNA암호를 포함하여 Z4에 기초한 부호에서 제기되는 오유정정문제를 해결하는데서 긍정적인 작용을 하는것이다.

연구집단은 지금까지 이룩한 리론적결과들을 실지 생명과학에 도입하여 우량품종의 알곡종자육성과 같은 현실문제를 푸는데 이바지하기 위한 연구를 심화시켜나가고있다.