Les atouts de l’ADN synthétique pour stocker les données numériques

Face à la production exponentielle de données numériques chaque année, et alors que les dispositifs de stockage actuels (disques durs, bandes magnétiques) ne parviennent plus à suivre le rythme, la piste du stockage moléculaire dans l’ADN synthétique semble prometteuse. Du moins, en ce qui concerne l’archivage de « données froides », ces informations très rarement relues mais pour lesquelles il est essentiel de conserver une copie (actes notariés, documents juridiques, médicaux ou audiovisuels, etc.).

Pour écrire un code binaire dans l’ADN, les chercheurs s’appuient sur sa structure moléculaire composée d’un enchaînement de quatre nucléotides, pouvant coder deux bits chacun : l’adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). Cet alphabet quaternaire est traduit en suite de 0 et de 1 en utilisant, par exemple, la convention 00 → A ; 01 → C ; 10 → G et 11 → T. 0010110111 devient ainsi AGTCT. Le séquençage de l’ADN permet ensuite de déchiffrer le message codé.

« Le stockage sur l’ADN a pour avantage de s’appuyer sur les méthodes très puissantes de la biotech, avec des séquenceurs qui n’ont pas d’équivalent pour d’autres molécules », explique Yannick Rondelez, directeur de recherche à l’Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles (ESPCI). D’autant que l’ADN, déjà optimisé par la nature et extrêmement étudié, est devenu familier d’une large communauté de techniciens.

Qualités intrinsèques

Les prémices de cette science, au croisement de la biologie, de la chimie et de l’informatique, remontent aux années 1960. Mais c’est en 2012 que deux preuves majeures – l’une aux Etats-Unis (George Church, Harvard) et l’autre au Royaume-Uni (Nick Goldman, Institut européen de la bio-informatique) – ont ancré ce concept dans la réalité. Parvenant à coder des kilooctets de données dans l’ADN, ils ont ouvert la voie à des start-up et à des industriels. La DNA Data Storage Alliance, un consortium public-privé composé d’une cinquantaine de membres du monde entier, a ainsi été créée en 2020 par quatre entreprises américaines, dont les géants Microsoft et Western Digital.

« Il y a trois pôles : les Etats-Unis, la Chine et l’Europe. La France est très active, on possède tout le spectre de compétences », indique Marc Antonini, directeur de recherche CNRS (laboratoire I3S, université Côte d’Azur et CNRS), qui dirige le Programme et équipements prioritaires de recherche (PEPR) exploratoire lancé en 2022 par le gouvernement dans ce domaine (20 millions d’euros sur sept ans).

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