La prochaine révolution dans le stockage des données pourrait venir de l’ADN. Plusieurs études prouvent qu’il est possible de stocker et de récupérer des textes, des images et même des vidéos de ces molécules essentielles à la vie.
Jusqu’à présent, les données étaient stockées dans de l’ADN synthétique. Mais dans un article publié aujourd’hui, des chercheurs de Harvard montrent comment il est possible d’enregistrer des informations dans l’ADN de bactéries vivantes – y compris un GIF – et de les récupérer avec une précision de 90%.
Le code génétique a une logique similaire au système binaire utilisé dans les ordinateurs. Sur les disques durs, les données sont représentées par des zéros et des uns ; l’ADN, quant à lui, utilise quatre bases chimiques (A, T, C et G). Ensuite, le nombre 1 pourrait être représenté par la paire A-T, et le zéro serait la combinaison C-G.
Oui, mais comment enregistrer des données dans une cellule vivante ? Cela est possible grâce au CRISPR, une technique qui utilise des enzymes pour couper des zones spécifiques de l’ADN avec une précision et une efficacité relatives.
Cette technique s’inspire d’un mécanisme de défense des bactéries. Lorsqu’ils sont attaqués par des virus, ils découpent des parties de l’ADN de l’envahisseur pour s’y fixer, comme une sorte de système immunitaire.
Ces attaques sont “enregistrées” dans la chronologie inverse du moment où elles se sont produites. Autrement dit, les séquences deviennent un enregistrement physique vivant de tous les différents virus qui ont envahi la cellule.
L’équipe de Harvard a utilisé ce mécanisme pour enregistrer des données sur l’ADN de la bactérie E. coli. Tout d’abord, les scientifiques ont encodé des images et des vidéos – composées de pixels en noir et blanc – sous forme d’ADN.
Ils ont ensuite fait passer un courant électrique à travers la bactérie : cela ouvre de petits canaux dans la paroi cellulaire, permettant à l’ADN synthétique d’entrer. Ensuite, E. coli a fait ce qu’elle fait habituellement : elle a pris l’ADN “envahissant” et l’a incorporé dans son propre génome. Les cellules se sont alors multipliées.
Pour récupérer les informations, l’équipe a séquencé l’ADN de E. coli et a entré les données dans un programme informatique, qui a reproduit avec succès les images originales. Il s’agit d’une photo prise d’une seule main et d’un clip de cinq images de Animal Locomotion, créé par le photographe Eadweard Muybridge au XIXe siècle.
Pour l’instant, cette méthode ne peut pas traiter beaucoup d’informations – la vidéo ne fait que 36×26 pixels – mais elle est prometteuse. Jeff Nivala, co-auteur de l’étude, explique à Wired qu’il s’agit d’une validation de principe pour les futurs travaux du CRISPR, et plus encore : “notre véritable objectif est de permettre aux cellules de collecter des informations sur elles-mêmes, et de les stocker dans leur génome, afin que nous puissions les analyser ultérieurement.
L’étude a été publiée dans le magazine Nature.
