基於DNA的奈米技術系統可能正處於變得非常龐大和複雜的邊緣，即使它們並非立即對醫學或製造業有用。研究人員已將簡單的DNA鏈組合成迄今為止最精密的邏輯電路，創造者表示，這些電路具有更大的增長潛力。另一個研究小組已將DNA鏈轉變為一個基本的機器人系統，即一個包含數十個鰭狀臂的網格。
這兩個系統都僅僅依靠互補DNA序列的拉鍊式結合和解鏈來運作。在新電路的案例中，這些類似尼龍搭扣的操作執行邏輯運算，例如“如果A和C，則D”（稱為“與”門），這位於電子計算的核心。但是，在這種情況下，代表A、C和D的不是固態電路中的電壓，而是不同DNA序列的高濃度。
一組所謂的邏輯閘執行每個操作。例如，在“與”運算中，一個門將由與鏈A'纏繞在一起的鏈B組成，鏈A'更傾向於鏈A而不是鏈B。當研究人員將A引入含有該門的試管中時，A'會用A交換B，使B自由漂浮。
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為了產生作為輸出的D，研究人員會將鏈C新增到試管中，以及第二個邏輯閘，該邏輯閘包含與另外兩個序列纏繞在一起的鏈D。其中一個序列會附著到B上，另一個序列會附著到C上，然後D會按預期自由漂浮。
加州理工學院的合成生物學家埃裡克·溫弗裡（Erik Winfree）說，新系統可以執行相對複雜的運算序列，因為它允許一個運算的輸出鏈（例如D）充當另一個邏輯運算的輸入，他的團隊設計了這項技術。研究人員成功地在五個級聯級別中組合了多達12個不同的門，儘管這個過程需要數小時，他們在12月8日的《科學》雜誌上報道。在隨刊的社論中，哈佛大學的系統生物學家沃爾特·豐塔納（Walter Fontana）稱這項演示“令人眼花繚亂”。
溫弗裡說：“進行復雜計算的能力依賴於構建[這些]網路的能力。我們已經打開了構建相當龐大和複雜系統的大門。” 其他DNA計算方法，例如玩井字遊戲的系統，依賴於由DNA或RNA酶製成的門，這些酶尚未被證明能夠像將自己的輸出轉化為輸入那樣有效。
溫弗裡說，組合如此多的門的關鍵部分是淨化噪聲輸入訊號。在電子電路中，整個範圍的電壓，例如0到0.5伏特，都將代表單個輸入。為了達到相同的效果，他的團隊設計的門充當閾值，吸收雜散鏈，直到它們達到預設濃度。其他門透過產生更多的給定鏈來放大正確但微弱的訊號。
溫弗裡說，這樣的系統可能有助於控制假設的基於DNA的奈米級物體制造方案。其中一種方案的前身可能在於同一期《科學》雜誌報道的簡單DNA機器人。該裝置由DNA片段的網格狀陣列組成，該陣列在規則的間隔處包含間隙。
紐約大學的納德里安·西曼（Nadrian Seeman）和丁寶全（Baoquan Ding）將專門設計的DNA盒插入這些間隙中，每個DNA盒都包含一個從盒上的固定點旋轉的鰭狀物。每個鰭狀物可以從陣列表面突出到兩個不同的方向之一，具體取決於新增到盒中的DNA輸入鏈。
目前，每個陣列總共約100個鰭狀物像擋風玻璃刮水器一樣一致地同步旋轉，但原則上，它們可以以其他方式定向，並由特定的輸入鏈單獨控制，西曼說。