QUAND L'ADN DEVIENT UN PÉRIPHÉRIQUE DE STOCKAGE

Deux chercheurs de l'université de Harvard ont réussi à stocker la copie numérique d'un ouvrage dans quelques microgrammes d'ADN. Si l'idée de voir l'ADN comme l'avenir du stockage numérique n'est pas nouvelle, les résultats de ces travaux, parus dans la revueScience, apporte une preuve concrète de cette possibilité.

Les chercheurs ont réussi à stocker 700 To de données dans un gramme de molécules d'ADN synthésisé. Après avoir analysé la densité de stockage et procédé à quelques calculs, ils affirment qu'il serait possible de stocker dans seulement 4 grammes d'ADN l'intégralité des données produites dans le monde sur l'année 2011, soit 1,8 zettaoctet (autrement dit, 1 800 milliards de gigaoctets) !

Pour comprendre le principe, rappelons la composition d'une molécule d'ADN

L'acide désoxyribonucléique (ADN) est une molécule composée de deux brins (en forme de double hélice). Chaque brin intègre une suite de nucléotides (on parle de polymère de nucléotides), et c'est l'ordre de ces nucléotides qui détermine l'information génétique.

Les nucléotides sont quant à eux constitués de trois éléments liés entre eux: un groupe phosphate, un sucre (le désoxyribose), et une base azotée. Il existe quatre bases azotées différentes: A (l'adénine), C (la cytosine), G (la guanine), et T (la thymine).

Comment cette molécule pourrait contenir des données informatiques ?

Les chercheurs sont partis du principe qu'il était possible de faire correspondre les nucléotides à un système binaire (composé de 0 et de 1) tel qu'on l'utilise dans l'ensemblede nos contenus numériques. L'idée retenue est la suivante: les nucléotides ayant une base T ou G représenteraient le 1, et les nucléotides ayant une base A ou C représenteraient le 0.

L'ADN, périphérique de stockage
Illustration: extrait de la vidéo de présentation, Havard

En complément, chaque brin d'ADN comporterait des "bits" dédiés à l'enregistrement de code permettant d'identifier le brin et ainsi de déterminer l'ordre de lecture des fragments pour pouvoir lire l'intégralité d'un fichier qui s'étalerait sur plusieurs brins.

Comment arriver à "coder" ces nucléotides ?

En synthétisant une molécule d'ADN, et grâce à une "imprimante" spéciale, il est possible de "graver" les fragments d'ADN sur une surface de verre.

Pour cela, l'utilisation d'une cellule vivante a été exclue, car elle serait susceptible de mourir. En synthétisant la molécule sur un substrat de verre, l'ADN se trouve ainsi figé, inaltérable, et capable de résister à des températures extrêmes, ce qui n'est pas le cas de nos supports de stockages actuels.

Explications par les chercheurs (en anglais)

Comment lire les données stockées dans l'ADN ?

Pour exploiter les données ainsi "gravées", il faut tout d'abord procéder à un séquençage. Un algorithme informatique spécifique se charge ensuite de lire les données, c'est à dire de reconstituer l'enchaînement de bits dans le bon ordre, comme un lecteur DVD est capable de le faire aujourd'hui.

Toutefois, la mise en œuvre de ce dispositif est complexe. Il nécessite en effet de disposer de l'équipement nécessaire pour synthétiser l'ADN, mais également d'un séquenceur capable d'assurer l'extraction.

Auteur de l'article: Cédric DEPOND

25/08/2012