大自然是构建生物机器和电路的大师，包括维持身体内部时钟、复制基因或帮助细胞移动的那些。现在，人类工程师正在学习设计和合成新型生化设备，例如纳米级工厂、生物电路甚至分子计算机。
到目前为止，这项工作主要依赖于使用现有的细胞成分（例如，酶），但一些研究人员更喜欢从头开始。对于这些“分子程序员”来说，DNA是首选的编码语言，而制造出可以与自然界中发现的电路和机器相媲美的设备是最终目标。最近，他们在创造出第一个完全由DNA制成的振荡器——分子时钟方面迈出了重要一步。
这项里程碑式的成就于去年12月在《科学》杂志上报道，表明DNA不仅仅是遗传信息的被动载体。德克萨斯大学奥斯汀分校的电气和计算机工程师、资深作者大卫·索洛维奇克说，相反，它是一个“即使是单独存在，也能够表现出复杂行为”的分子。构建DNA振荡器本身就是一项生物工程壮举，并且可能成为合成生物学潜在突破的关键组成部分，例如控制人工细胞中事件的发生时间、安排药物的释放以及同步分子计算机。
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为了创建该设备，索洛维奇克、当时在加州理工学院攻读博士学位的尼兰詹·斯里尼瓦斯及其同事构建了一个DNA编译器——一系列算法，允许程序员发布分子构建指令，而无需深入研究繁琐的生物化学细节。软件将这些指令翻译成DNA序列，然后将这些序列合成并混合在一起。然后，这些链条会自组装成分子机器。
利用其编译器，该团队编程了一个原型DNA振荡器，该振荡器产生重复的“滴答”和“答答”模式。索洛维奇克说，原则上，相同的公式可以用于产生更复杂的行为，例如响应化学信号改变时钟的速度。这些时钟最终可能会导致化学计算——毕竟，最早的机械计算机只是一些复杂的时钟。
哈佛大学的系统生物学家彭·尹没有参与这项新研究，他说他对这项工作印象深刻，并称其为“分子编程、动态DNA纳米技术和体外合成生物学的重要进展”。鉴于科学家们认为早期生命完全基于DNA的近亲RNA，索洛维奇克补充说，“展示像DNA和RNA这样的核酸能够以新的和意想不到的方式表现，有助于我们理解生命的起源。”