Quand il s’agit de stocker de l’informations, les disques durs ne font pas le poids face à l’ADN. Notre code génétique contient des milliards de gigaoctets dans un seul gramme. Un milligramme simple de la molécule pourrait coder tous les textes de tous les livres de la Bibliothèque Nationale et aurait encore beaucoup d’espace à revendre.

Tout cela était plutôt théorique jusqu’à maintenant. Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont enregistré l’intégralité d’un livre (un manuel génétique) dans moins d’un picogramme d’ADN (un milliardième de gramme) une avancée qui pourrait révolutionner notre capacité à enregistrer des données.

Quelques équipes ont essayé d’écrire des données dans les génomes de cellules vivantes. Mais la technique a quelques inconvénients. Tout d’abord, les cellules meurent… De plus, elles se répliquent, introduisant de nouvelles mutations au cours du temps qui peuvent changer les données.

Précédemment nous avons eu, notamment, des bactéries transformées en disques durs et le premier animal contenant de l’information artificielle dans son code génétique.

Pour contourner ces problèmes, une équipe dirigée par George Church, un biologiste de synthèse à la Harvard Medical School de Boston, a créé un système d’archivage d’information par ADN qui n’utilise pas de cellules. Au lieu de cela, une imprimante à jet d’encre intègre des fragments courts d’ADN synthétisé chimiquement, sur la surface d’une minuscule puce en verre. Pour encoder un fichier numérique, les chercheurs l’ont divisé en petits blocs de données. Ces données ne sont pas les typiques 1 et 0 binaires des supports de stockage numérique, mais elles ont été converti par les 4 lettres de l’ADN, A, CS, GS, et Ts. Chaque fragment d’ADN contient également un "code-barres" numérique qui enregistre son emplacement dans le fichier d’origine. La lecture des données nécessite un séquenceur d’ADN et un ordinateur pour réassembler tous les fragments dans l’ordre et les convertir en un format numérique.

L’ordinateur permet également de corriger les erreurs, chaque bloc de données est répliqué des milliers de fois, ainsi chaque petits défauts peut être identifiés et corrigés en le comparant aux autres copies.

Pour démontrer le fonctionnement son système, l’équipe a utilisé ces puces à ADN pour coder un livre coécrit par Church et cela a fonctionné. Après la conversion du livre dans l’ADN et sa restauration sous forme numérique, le système de l’équipe a eu un taux d’erreur brut de seulement deux erreurs par million de bits, équivalent à quelques fautes de frappe sur une seule lettre. Cela correspond aux même taux que les DVD et biens mieux que les disques durs magnétiques. Et grâce à leur petite taille, les puces à ADN sont désormais le support de stockage connu avec la plus grande densité d’information. Il faudra cependant patienter encore un peu avant de changer votre DD avec ce type de technologie. Le coût du séquenceur d’ADN et des autres instruments la rende actuellement impraticable, mais ce champ de recherche est en constante évolution et la technologie sera bientôt moins cher, plus rapide et encore plus petite.

Ci-dessous, l’interview de George Church, biologiste de synthèse à la Harvard Medical School et de Sriram Kosuri de la Wyss Institute sur le procédé de mémorisation sur ADN.
 

L’annonce sur le site de l’école de médecine Harvard : Writing the Book in DNA.
La recherche publiée sur Science : Next-Generation Digital Information Storage in DNA.