いずれかのアプローチによって標的複合体の二次構造を設計した後は、それを実現する具体的なヌクレオチド配列を考えなければならない。構成鎖が結合して求める立体配座となるように鎖に対して核酸塩基配列を割り当るプロセスが核酸設計である。配列の設計では、標的構造がエネルギー的に最低で熱力学的に最も有利になり、アセンブルに誤りが生じた場合はエネルギーが高く不利になることを狙うのがほとんどである。実際に設計を行うには、sequence symmetry minimization 法などの単純で高速な発見的手法のほか、計算量が多く時間がかかるが正確な方法として、最近接塩基対の熱力学的モデルを正面から扱うやり方がある。幾何学的モデルを用いてナノ構造の三次構造を検査し、複合体に過度のひずみが生じていないか確かめることもある。核酸設計の戦略はタンパク質の設計と似ている。いずれの場合も、求める標的構造が有利となり、ほかの構造が不利となるようにモノマー配列の設計が行われる。核酸設計では構造のエネルギー的な有利不利を予測するには単純な塩基対合則だけを考慮すれば十分であり、構造全体の3次元的な折りたたみについての細かい情報は不要であるため、計算の容易さという点でタンパク質の設計に勝っている。このため単純な発見的手法を用いてロバストなデザインを実験的に得ることが可能になる。ただし核酸構造はタンパク質と比べて機能の多様性では劣る。タンパク質は折りたたみによって複雑な構造を作る能力が高く、また核酸が4種のヌクレオチドのみからなり化学的な多様性が低いのに対してタンパク質では20種のタンパク質構成アミノ酸を用いることができる。
DNAナノ構造は個々の核酸鎖が集合して目的の構造を作るように合理的に設計する必要がある。通常、まずは標的とする三次構造または機能を特定しなければならない。次に、標的複合体全体の二次構造が決められる。すなわち核酸鎖の配置と、それぞれの鎖のどの部分を互いに結合するかを特定する。最後のステップは一次構造の設計、つまり核酸鎖の具体的な塩基配列の決定である。
鎖置換反応のカスケードを利用して計算や構造形成を行うことができる。何らかのイニシエーター鎖への応答として新しい配列が露出するのが一つの鎖置換反応である。多数の反応をつなげることで、ある反応で露出した配列が次の反応のイニシエーターとなるような生化学カスケードを構築できる。さらにそれを組み合わせて、多数の要素からなる化学反応ネットワークを構築すれば複雑な計算や情報処理を行わせられる。カスケード反応は新しい塩基対の形成によるエネルギー利得と分解反応によるエントロピー増大によりエネルギー的に有利となる。鎖置換カスケードを用いれば等温操作によってアセンブリや計算プロセスを行うことが可能で、従来の核酸アセンブリにおいて加熱後にゆっくり冷却することで目的の構造を形成させる熱的アニーリングステップが必要だったとは対照的である。また鎖置換カスケードのイニシエーター種に触媒機能を持たせて、1当量未満のイニシエーターによって反応を一方向に進めることもできる。鎖置換複合体からは複雑な計算を行う分子論理ゲートを作成することができる。電流によって入出力を行う従来の電子計算機とは異なり、分子コンピュータは特定の化学種の濃度を信号とする。核酸鎖置換回路では、置換複合体上のほかの鎖と結合して消費されたり、また切断されて出現したりする核酸鎖の存在が信号となる。このアプローチによってAND、OR、NOTゲートのような論理ゲートが作製されている。より近年では、130本のDNA鎖からなるゲート系によって0〜15の整数の平方根を計算できる4ビット回路が構成されている。鎖置換カスケードを動的な構造アセンブリに用いた例もある。そこでは反応体としてヘアピン構造を用いており、入力鎖が結合したときに鎖が切り離されるのではなく、ヘアピンが開くことによって配列が新しく露出するようになっている。開いたヘアピンは成長中の複合体に追加される。このアプローチからは3～4アームのジャンクションやデンドリマーのような単純な構造が作製されている。
1区は先頭から最後方までのタイム差が45秒での集団での襷受け渡しになり、2位の神大とわずか1秒差ながら順大の入船満が区間賞を獲得した。2区では7人抜きで2位に上がった早大の原田正彦と山梨学院大のオンベチェ・モガンバが区間賞を分け合った。また5キロ地点過ぎで法大のエース徳本一善が右足に故障を起こし、足を引きずり走り続けたが、7キロ過ぎで監督が止めて法大は無念の途中棄権となった。山梨学院が5年ぶりトップでタスキリレー。3区では早大の森村哲が区間賞を獲得し、1.3キロ地点で早大が先頭に立った。4区は駒大の松下龍治が区間賞を獲得、20キロ手前で駒大が先頭に立った。5区では強風に体が押される状況の中、連覇を目指す順大の野口英盛が区間賞を獲得、3位に押し上げた。神大の吉村尚悟が区間2位の走りで抜け出し、16.5キロ地点で神奈川大学がトップに浮上。2位駒大に23秒差をつけ4年ぶり3度目の往路優勝のゴールテープを切った。タイムは5時間36分25秒であった。3位以下は順大、早大、大東文化大の順で続いた。復路は箱根の厳しい冷え込む条件下で始まった。往路でのタイム差から、日体大、関東学院大、東海大、法大が復路繰り上げ一斉スタートとなった。6区では前回区間新記録を樹立した大東文化大の金子宣隆が、2年連続となる区間賞を獲得した。金子は4年連続6区山下りで一時間切りの快挙。史上初めての出来事。そして、駒大の吉田繁が6.2キロ地点で神大を逆転し、駒大が先頭に躍りでてトップでタスキリレー。7区では早大の空山隆児が区間賞を獲得したが、駒沢大学がトップを守り切った。8区では順大の中川拓郎が区間賞を獲得し、駒大を追い上げた。駒大は2年ぶりトップでタスキリレー。しかし、先頭を走る駒大はソツのない走りで先頭を独走、9区を走る主将の高橋正仁が自身3年連続となる区間賞の走りで差を拡げた。復路の鶴見中継所では、専修大と東海大の2校が繰り上げスタートとなった。10区では早大の桜井勇樹が区間記録を1秒上回る新記録を樹立し追い上げたが、駒大が6区以降先頭を守りきり2年ぶり2度目の総合優勝を果たした。タイムは11時間5分35秒であった。復路での駒大のタイム5時間28分47秒は新記録（当時）となった。3分59秒差で順大が2位、そこから20秒差の3位に早大が入り、以下中央大、大東文化大と続いた。次年度シード入りとなる9位には山梨学院大が入り、10位の日大以下、日体大、関東学院大、専修大、東海大、法大はシード権を獲得できなかった。またこの大会から走り終えた選手に対する抜き打ちのドーピング検査が実施されるようになった。