За последние десятилетия биологи и инженеры разработали множество генетических устройств: датчики, носители памяти, биологические часы и многое другое. Все они могут быть объединены в различные схемы, позволяющие усовершенствовать функции внутри клеток или даже добавлять новые.

В настоящий момент учёные нацелились на ДНК-программирование бактерий. Целью исследователей является создание удобного инструмента для строительства биологического аналога логических схем внутри живой клетки. Каждая такая схема, которая состоит из ДНК-компонентов, может быть помещена в бактерии, чтобы наделить их способностью правильно реагировать на определенные условия окружающей среды.

Сначала пользователь, как и в других языках программирования, должен написать текстовый код, который затем компилируется, то есть переводится на язык нуклеиновых кислот. Текст описывает логические компоненты, которые необходимы для выполнения требуемой функции, а компилятор подбирает соответствующие молекулы ДНК. По словам ученых, такой подход позволит спроектировать дрожжи, которые останавливают процесс брожения, если накопилось слишком много токсичных продуктов, а также бактериальные клетки, способные производить лекарства от рака или различные ферменты. Спектр применения таких бактерий очень широк. Ученым уже удалось создать 60 схем бактерий с различными функциями, при этом 45 из них правильно работали уже при первых испытаниях.