Un amplificateur moléculaire, c'est comme un loquet de porte : un signal faible ouvre la voie à un signal fort. Dans les cellules vivantes, ces amplificateurs fonctionnent en permanence, mais presque toujours en consommant du carburant. Peut-on amplifier un signal sans dépenser d'énergie ? Il s'avère que oui, à condition de « tendre le ressort » à l'avance, c'est-à-dire de préparer les molécules pour qu'il soit avantageux pour elles de se réorganiser à l'arrivée de la bonne clé.
Les scientifiques ont prouvé que les amplificateurs constitués de paires de molécules en sont incapables par principe. On a beau réarranger les pièces, un signal faible ne deviendra pas plus fort. Mais si on autorise les molécules à s'assembler en trios, la barrière disparaît. Ils ont construit un tel amplificateur triple et l'ont testé en éprouvette : le signal a été amplifié presque deux fois, comme le prédisait la théorie.
Cependant, cette amplification « gratuite » a un prix. Plus le signal doit être amplifié, plus la clé doit être longue. Pour les molécules d'ADN, cela signifie : si vous voulez une amplification de cent fois, préparez une clé cent fois plus longue. Et si l'on connecte les amplificateurs les uns aux autres, le bénéfice s'estompe rapidement. C'est pourquoi, pour une amplification vraiment puissante, la nature et les ingénieurs choisissent toujours le carburant. Mais pour les signaux faibles, la voie à l'équilibre est une solution élégante sans coûts superflus.
Dans un amplificateur à l'équilibre, on peut attendre le signal aussi longtemps qu'on veut : il ne se « déchargera » pas et ne se déclenchera pas tout seul, contrairement aux systèmes à carburant qui se dégradent progressivement.