# Biological Computing

> Use when working with biological computing — DNA storage, molecular programming, bio-molecular circuits

- Skill: `liaosw97/biological-computing` (Agent Skill, multi-file: 2 files)
- Install (CLI): `npx skillmds@latest add liaosw97/biological-computing`
- Raw SKILL.md: https://api.skillmd.com/api/skills/liaosw97/biological-computing/raw
- Safety review: pending
- Works with: Claude Code, Claude.ai, OpenAI Codex
- Category: Coding & Dev Tools
- Author: liaosw97 (https://skillmd.com/u/liaosw97)
- Updated: 2026-09-22
- Page: https://skillmd.com/skills/liaosw97/biological-computing

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## 核心原则
- **生物安全优先**：严格遵循生物安全规范和伦理准则
- **精确编码**：设计高效可靠的生物信息编码方案
- **容错设计**：实现生物系统的错误校正和恢复机制
- **接口标准化**：建立生物-电子系统标准接口
- **可扩展架构**：支持模块化生物计算组件

## 技术栈
- **DNA存储**：寡核苷酸合成、PCR扩增、纳米孔测序
- **分子编程**：DNA折纸、分子逻辑门、链置换反应
- **生物电路**：基因电路、蛋白电路、代谢电路
- **酶计算**：限制性内切酶、聚合酶、连接酶
- **分析工具**：NUPACK, ViennaRNA, DSD Compiler

## 最佳实践
1. **编码方案设计**
   - 使用前向纠错码（如 Reed-Solomon）
   - 避免 GC 含量极端区域
   - 消除重复序列和二级结构
   - 添加索引和地址信息

2. **错误校正机制**
   - 实现冗余编码策略
   - 设计纠错码验证流程
   - 建立错误检测和修复协议
   - 监控生物过程误差率

3. **接口标准**
   - 定义标准化输入/输出格式
   - 设计生物-电子转换器
   - 实现信号放大和检测
   - 建立质量评估指标

4. **模块化设计**
   - 构建可复用的生物组件库
   - 设计标准化连接接口
   - 实现组件组合和级联
   - 支持功能扩展和修改

5. **安全控制**
   - 遵循生物安全等级（BSL）规范
   - 实现物理和逻辑访问控制
   - 设计安全处置流程
   - 记录完整的操作日志

## 关键约定
1. **编码格式**
   ```
   DNA编码:
   - 信息区域: [索引][数据][校验]
   - 地址长度: 16nt
   - 数据长度: 100-200nt
   - 校验长度: 8nt
   ```

2. **序列设计规则**
   - GC 含量：40-60%
   - 避免超过4个连续相同碱基
   - 熔解温度（Tm）：55-65°C
   - 最小自由能：>-10 kcal/mol

3. **文件格式**
   - 序列文件：FASTA 格式
   - 反应协议：JSON/YAML
   - 结果数据：CSV + FASTQ

4. **安全规范**
   - 遵循 NIH 生物安全指南
   - 使用非致病性生物材料
   - 实现废弃物安全处理
   - 定期安全培训