DNAナノテクノロジー
蛍光標識されたDNA四面体ケージは、実験室で培養されたヒト腎細胞の中で細胞酵素による攻撃を受けながらも2日後まで損傷しなかった。この実験によりDNAケージによる生細胞中でのドラッグデリバリーの可能性が示された。DNA四面体を用いてマウスモデルにRNA干渉 (RNAi) を起こせることもMITのチームによって報告されている。ポリマーや脂質によって干渉RNAをデリバリーする治療法はすでにある程度の成功を収めていたが、血流中での寿命が短く、安全性や送達の正確性にも課題があった。MITで作成されたDNAナノ構造は、6本のDNA鎖が四面体を形成し、それぞれの辺に1本のRNA鎖を付与する構造だった。四面体にはそのほか標的化のために葉酸分子が3つ付与されており、いくつかの腫瘍で豊富に見られる葉酸受容体にナノ粒子を誘導する仕組みになっていた。その結果、RNAiの標的であったルシフェラーゼの遺伝子発現が半分以下に低下することが示された。この研究により、DNAナノテクノロジーが新しいRNA干渉技術を通して有効な治療ツールを生み出しうる見通しが高まった。DNA四面体構造を用いて多剤耐性現象を克服しようとする試みもある。P糖タンパク質による薬物排出ポンプ機能を有するMCF-7乳がん細胞に対し、四面体と複合させたドキソルビシン (DOX) を負荷した結果、DOXが排出されずにがん細胞のアポトーシスが達成された。生態適合性をテストするため、DOXを含まない四面体を細胞に負荷したところ、四面体自身は細胞毒性を示さなかった。
この種のタイルベース構造にはDNAコンピューティングの手段となりえる利点があり、ウィンフリーとポール・ロザムンド(英語版)による2004年の論文でそれが実証された。この研究はアルゴリズミック・セルフアセンブリによるシェルピンスキー・ギャスケット構造の形成に関するもので、2006年のファインマン賞を獲得した。ウィンフリーの慧眼は、DXタイルはワンのタイルとしても機能し、すなわちそのアセンブリによって計算を行えるという発想にあった。3次元格子の合成は、シーマンが最初に志してから30年近く後の2009年になってようやく、彼自身によって報告された。
2000年代を通じてDNA人工構造の新しい機能が発見され続けた。最初のDNAナノマシン(英語版)(入力に応じて構造を変えるモチーフ)は1999年にシーマンによって実現した。翌年、バーナード・ユルケはより進んだシステムを作り出した。これは「トーホールド」を介して鎖置換を行う最初の核酸素子だった。次の進展は鎖置換を機械的な運動に変換することであり、2004年から2005年にかけて、シーマンやナイルズ・ピアース、アンドルー・ターバーフィールド、チェンデ・マオらがそれぞれ率いるグループによっていくつものDNAウォーカー系が作り出された。ナノ粒子やタンパク質など他の分子をアセンブリさせるテンプレートとしてDNAアレイを用いるアイディアは、1987年にブリュッヘ・ロビンソンとシーマンによって最初に提案され、2002年にシーマンとキール他が実証すると、多くのグループが後に続いた。
2006年、ロザムンドはDNAオリガミ法によって任意の形状を持つ堅固なDNA折りたたみ構造が容易に作製できることを示した。