Des scientifiques de l’Université de Pékin ont développé une méthode révolutionnaire pour stocker des données dans l’ADN, en utilisant la méthylation au lieu de créer de nouvelles séquences. Cette technique promet non seulement de réduire les coûts, mais également de rendre le stockage de données accessible, transformant une idée futuriste en une réalité pratique.
En raison de sa densité stupéfiante, les scientifiques ont exploré l’utilisation de l’ADN comme support de stockage de données pendant des années. Un gramme d’ADN pourrait théoriquement contenir un incroyable 215 000 téraoctets d’informations. Pourtant, malgré son potentiel, sa transformation en solution informatique pratique a été un combat.
Les méthodes conventionnelles pour encoder des données dans des brins d’ADN consistent à créer des séquences d’ADN personnalisées à partir de rien. Les scientifiques appellent ce processus la « synthèse de novo ». Cette technique est laborieuse, lente, coûteuse et sujette aux erreurs.
Dans une étude récente publiée dans Nature, une équipe de l’Université de Pékin et trois autres institutions décrit une alternative ingénieuse : utiliser la méthylation de l’ADN naturellement présente pour réécrire des brins d’ADN au lieu d’en créer de nouveaux. La méthylation fait partie de la modification épigénétique de l’ADN qui se produit au cours de la vie d’un organisme plutôt que sur plusieurs générations. Les scientifiques ont utilisé cela pour « imprimer » essentiellement de nouvelles données sur un ADN existant.
Les chercheurs ont conçu 700 composants d’ADN « à caractères mobiles » à partir d’acides nucléiques. À l’aide de ces composants, ils peuvent écrire manuellement ou automatiquement des données en méthylant des endroits spécifiques sur des brins d’ADN existants – mutant des « épi-bits » pour encoder les informations. Cette avancée est comparable à l’écriture d’un livre avec un traitement de texte plutôt qu’avec un marteau et un ciseau.
L’équipe a testé sa méthode en encodant des images comme un tigre chinois (16 833 bits) et une photo de panda (252 504 bits) à environ 350 bits par réaction. Cette vitesse est extrêmement lente par rapport même au disque dur le plus lent, mais représente néanmoins une vaste amélioration par rapport à la synthèse de novo. De plus, comme la technique réutilise un ADN existant plutôt que de synthétiser de nouveaux brins, l’approche est théoriquement beaucoup moins coûteuse.
Les chercheurs ont également créé une application de stockage d’ADN conviviale appelée iDNAdrive qui rend le processus accessible même aux non-scientifiques. Soixante bénévoles sans formation en biotechnologie ont encodé manuellement environ 5 000 bits de données textuelles à l’aide du logiciel. Un autre des avantages de l’application est qu’elle augmente l’accessibilité du stockage d’ADN en dehors du laboratoire.
« Avec le stockage de données ADN entrant dans l’aube de la commercialisation, le cadre des épi-bits démontre des directions potentielles dans le stockage d’informations moléculaires parallèle avec modularité préfabriquée », ont déclaré les chercheurs.
La course est lancée pour faire du stockage de données ADN une réalité commerciale, surtout avec les centres de données consommant de plus en plus d’énergie chaque année. Plus tôt cette année, une startup de stockage ADN a fait remarquer que son système autonome d’ADN pourrait théoriquement stocker toutes les données du monde dans une petite boîte. Si cela est réalisable et abordable, cela éliminera le besoin de centres de données. La société affirme que son dispositif sera prêt dans trois ans.