Des chercheurs du Courant Institute of Mathematical Sciences de l'Université de New York ont ​​décrit une méthode de stockage des programmes à l'intérieur de l'ADN qui simplifie la nanoinformatique, c'est-à-dire le calcul au niveau moléculaire. Co-écrit par Jessie Chang et Dennis Shasha, Programmes cadencés stockés à l'intérieur de l'ADN :un cadre de simplification pour la nanoinformatique (Morgan et Claypool) décrit comment créer des millions de programmes ADN à partir desquels les instructions peuvent être extraites une par une de chaque programme en synchronisation.

La motivation de ce travail est similaire à celle des programmes stockés dans votre ordinateur portable. Avant les ordinateurs, il y avait des calculatrices mécaniques dans lesquelles les individus tapaient des clés selon une procédure et un nombre finirait par apparaître. Une fois que les calculatrices sont devenues plus rapides, il est devenu clair que ce qu'il fallait améliorer, c'était le processus de poinçonnage, pas le taux de calcul. Pour faire ça, les premiers concepteurs d'ordinateurs ont stocké les programmes contenant des instructions de "poinçonnage" à l'intérieur des machines afin qu'ils puissent fonctionner par eux-mêmes. Une fois ces instructions enregistrées, le calcul entier pourrait fonctionner à la vitesse de la machine.

Programmes cadencés stockés Inside DNA offre une voie pour faire de même pour le calcul de l'ADN. Alors que les ordinateurs s'appuient sur des données stockées dans des chaînes de 0 et de 1, L'ADN - les éléments constitutifs de la vie - stocke des informations dans les molécules ("bases") représentées par A, T, C, et G. Deux brins simples d'ADN se lieront si chaque A dans un brin est aligné avec chaque T dans l'autre et de même pour les C et les G. Si seulement certaines des bases du brin s1 sont alignées avec leurs partenaires préférés dans s2, puis un autre brin s3 avec un meilleur alignement repoussera s1 à l'écart. Ce phénomène de « déplacement » permet aux chercheurs de créer des sculptures d'ADN et des nanorobots. Cependant, comme les calculatrices à main, Le calcul de l'ADN repose actuellement sur le versement de tubes à essai d'ADN dans un tube à essai d'ADN plus grand, entravant sa vitesse et rendant son utilisation délicate.

Dans leur livre, Shasha et Chang proposent une méthode pour stocker des instructions d'ADN à l'intérieur d'une solution chimique de manière à permettre au processus de calcul de s'exécuter selon une horloge globale constituée de brins d'ADN spéciaux appelés « tick » et « toc ». Chaque fois qu'un « tick » et un « toc » pénètrent dans un tube à ADN, un brin d'instruction est libéré d'une pile d'instructions. Ceci est similaire à la façon dont un cycle d'horloge dans un ordinateur électronique fait entrer une nouvelle instruction dans une unité de traitement. Tant qu'il reste des brins sur la pile, le cycle suivant publiera un nouveau volet d'instructions. Quel que soit le brin ou le composant réel à libérer à un pas d'horloge particulier, les brins « tick » et « toc » restent les mêmes - en effet, servant de dispositif de saisie automatisé et supprimant la saisie manuelle des données.

Aidan Daly, un étudiant de Harvard en stage d'été à NYU, travaillé avec Shasha et Chang pour tester leur processus de construction dans le laboratoire du professeur de chimie de NYU Nadrian Seeman, qui a fondé et développé le domaine de la nanotechnologie de l'ADN. Les créations de Seeman, allant des structures d'ADN tridimensionnelles à une chaîne d'assemblage d'ADN, lui permettent d'arranger des pièces et de former des molécules spécifiques à l'échelle nanométrique avec une certaine précision, similaire à la façon dont une usine automobile robotisée peut être informée du type de voiture à fabriquer.