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Comme pour de nombreuses technologies, la nature nous a dépassés il y a longtemps en matière de stockage de données – un seul gramme d’ADN peut stocker 215 millions de Go de données. Mais les systèmes de stockage de données sur l’ADN artificiel pourraient bientôt devenir plus pratiques, grâce à une nouvelle technologie appelée DORIS qui peut lire et écrire des fichiers à température ambiante sans endommager l’ADN.

Stocker des données sur l’ADN

Chaque cellule de votre corps contient une quantité ahurissante d’informations, encodées sous forme d’ADN. L’exploitation de cette technologie comme système de stockage de données est une perspective très intéressante, des scientifiques affirmant que son extrême densité nous permettrait de stocker la totalité d »internet – environ 700 milliards de Go – dans une boîte à chaussures.
Cette densité s’accompagne de la longévité. Nos meilleurs lecteurs à semi-conducteurs et disques durs n’ont une durée de vie que de quelques décennies au maximum, et même dans ce cas, seulement s’ils sont conservés dans des conditions optimales. L’ADN, en revanche, pourrait potentiellement durer des millions d’années.
Malheureusement, il n’est actuellement pas pratique à grande échelle en raison de certains processus de lecture et d’écriture des données qui sont très compliqués. Mais dans cette nouvelle étude, des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord (NCSU) ont fait une percée en surmontant certains de ces obstacles.

Le système DORIS

« La plupart des systèmes de stockage de données sur l’ADN actuels reposent sur la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) pour accéder aux fichiers stockés, ce qui est très efficace pour copier les informations mais présente des difficultés importantes », explique Albert Keung, coauteur de cette étude. « Nous avons développé un système appelé Dynamic Operations and Reusable Information Storage, ou DORIS, qui ne repose pas sur la PCR. Cela nous a permis de surmonter certains des principaux obstacles à la mise en œuvre des technologies de stockage des données sur l’ADN ».
Dans les systèmes basés sur la PCR, l’information est encodée dans des brins d’ADN qui nagent librement dans une « soupe génétique ». Des séquences de liaison à l’amorce sont attachées aux extrémités de ces brins et agissent comme des noms de fichiers. Lorsqu’un fichier spécifique est nécessaire, la PCR est utilisée pour rechercher dans cette soupe la bonne séquence de liaison d’amorces, et les informations contenues dans le brin d’ADN sont récupérées et copiées.
Le problème est que pour obtenir cette séquence de liaison, cette soupe doit être chauffée puis refroidie pour déchirer l’ADN en double brin. Cela détruit progressivement les fichiers originaux. Cela réduit l’aspect pratique des systèmes de stockage des données sur l’ADN.
Mais les chercheurs affirment que leur système contourne ces problèmes. Cela semble simple – les séquences de DORIS qui se lient à l’amorce sont constituées d’une queue d’ADN d’un simple brin qui pend à l’extrémité. Cela permet au système de trouver et de récupérer des fichiers sans avoir besoin d’ouvrir les brins d’ADN codés.
« En d’autres termes, DORIS peut fonctionner à température ambiante, ce qui rend beaucoup plus pratique le développement de technologies de gestion des données sur l’ADN qui sont viables dans des scénarios du monde réel », explique James Tuck, coauteur de cette étude.

Le fichier original n’est pas détruit

L’équipe affirme également que cela pourrait augmenter la densité d’information de DORIS, et que le fichier original n’est pas détruit lors de la lecture. Ces séquences peuvent également être modifiées à la demande, de sorte que les utilisateurs peuvent renommer ou supprimer des fichiers, et même les verrouiller pour que les autres utilisateurs ne puissent pas les consulter.
Actuellement, DORIS est une preuve de concept efficace, mais les chercheurs prévoient de continuer à y travailler pour rendre ce système plus efficace. « Nous avons mis au point un prototype fonctionnel de DORIS, nous savons donc qu’il fonctionne », explique M. Keung. « Nous voulons maintenant le mettre à l’échelle, l’accélérer et l’intégrer dans un dispositif qui automatisera l’ensemble du processus, le rendant ainsi convivial ».
Cette recherche a été publiée dans Nature Communications.
Source : NCSU
Crédit photo : Pixabay