Des chercheurs de Microsoft et de l’Université de Washington ont démontré le premier système entièrement automatisé de stockage dans de l’ADN fabriqué, une étape clé le passage de la technologie du laboratoire de recherche au service commercial dans les centres de données.

Dans cette preuve de concept, décrite dans l’article Demonstration of End-to-End Automation of DNA Data Storage publié dans la revue scientifique de référence Nature, l’équipe a réussi à encoder le mot ‘hello’ dans des morceaux d’ADN artificiel, et à le convertir à nouveau en donnée numérique, à l’aide d’un système complètement automatisé.

L’acide désoxyribonucléique, une macromolécule biologique présente dans toutes les cellules, contient toute l’information génétique, appelée génome, permettant le développement, le fonctionnement et la reproduction des êtres vivants.

Pourquoi s’intéresser à l’ADN comme moyen de stockage d’informations numériques ? La densité de stockage de l’information à l’aide des acides nucléiques est très supérieure à celle des médias traditionnels – théoriquement plus d’une dizaine d’ordres de grandeur, soit 10 milliards de fois mieux, avec une durée de vie largement supérieure, de plusieurs millénaires dans des conditions moins qu’idéales.

Le système présenté est piloté par un logiciel de Microsoft qui convertit les zéros et uns des informations numériques en bases azotées adénine (A), cytosine (C), guanine (G) ou thymine (T). Puis il utilise des matériels de laboratoire standards et peu coûteux pour alimenter un synthétiseur en liquides et produits chimiques, afin de construire les morceaux d’ADN.

Pour la lecture, des produits chimiques sont ajoutés à l’ADN et des micropompes injectent les liquides dans les autres parties du système qui lisent les séquences ADN et les convertissent en informations numériques qu’un ordinateur peut comprendre.

Les équipes du Molecular Information Systems Lab de Microsoft et de l’Université de Washingtown, qui détenaient déjà le record de stockage dans l’ADN de 200 Mo, ont réussi à le battre pour stocker 1 gigaoctet.

Elles ont aussi développé des techniques pour effectuer des calculs intéressants, comme la recherche d’images contenant une pomme, en utilisant les molécules elles-mêmes, sans devoir convertir d’abord les fichiers au format numérique.

La prochaine étape pour l’équipe est d’améliorer le déplacement de gouttelettes : les déplacements de liquides sont à l’ADN ce que les électrons sont aux puces électroniques.

Cela permettrait d’automatiser entièrement les expériences en laboratoire, alors que la plupart d’entre elles sont effectuées à la main, ou à l’aide de robots extrêmement coûteux pour la manipulation des liquides.

Une étape plus lointaine, mais non moins décisive, sera de prouver qu’un système de stockage basé sur l’ADN peut être économiquement viable.