Stockage ADN : jusqu’à un milliard de gigaoctets par gramme

Qu’est-ce qui est plus petit qu’une puce électronique, plus durable que du silicium, et capable de conserver des données pendant des millénaires ? La réponse pourrait bien être le ADN, cette molécule héréditaire qui est le fondement de la vie telle que nous la connaissons.

Depuis une dizaine d’années, des chercheurs explorent la possibilité de créer des puces ADN pour archiver des données sur le long terme.

Le potentiel de l’ADN dans le stockage de données

Les quatre blocs de base qui composent une chaîne d’ADN permettent de coder une grande quantité d’informations. Pour créer une puce ADN, cette séquence doit être synthétisée et stabilisée, ce qui pourrait permettre de conserver les données pendant plusieurs millénaires, selon les chercheurs.

Au Biocentre JMU, l’équipe du Professeur Dandekar développe des puces à ADN faites de nanocellulose semi-conductrice produite par des bactéries.

Avec notre démonstration de faisabilité, nous pouvons montrer comment l’électronique et l’informatique actuelles peuvent être partiellement remplacées par des composants biologiques moléculaires », explique t-il. De cette manière, il serait possible d’obtenir une durabilité, une recyclabilité totale et une grande robustesse, même contre les impulsions électromagnétiques ou les pannes de courant, mais aussi une densité de stockage élevée, pouvant atteindre un milliard de gigaoctets par gramme d’ADN.

Les obstacles à surmonter

« Le fait que le stockage numérique de données sur ADN avec une grande capacité et une longue durée de vie est réalisable a été démontré plusieurs fois ces dernières années », déclare le Professeur Thomas Dandekar, chef de la chaire de bioinformatique à l’Université Julius-Maximilians de Würzburg.

Cependant, le coût de stockage actuel avoisine les 400 000 dollars US par mégaoctet. De plus, la récupération de données peut prendre de plusieurs heures à plusieurs jours.

Ce qui est important pour l’humanité, a-t-il encore indiqué, c’est de passer à une économie circulaire en harmonie avec les limites planétaires et l’environnement.

« Nous devons y parvenir d’ici 20 à 30 ans. La technologie des puces en est un exemple important, mais les technologies durables permettant de produire des puces sans déchets électroniques ni pollution de l’environnement ne sont pas encore au point. Notre concept de puce en nanocellulose apporte une contribution précieuse à cet égard. Dans ce nouvel article, nous avons examiné notre concept d’un œil critique et l’avons fait progresser grâce aux innovations actuelles de la recherche.« 

Vers un stockage plus pratique

Pour rendre le stockage sur ADN plus applicable et commercialisable, Thomas Dandekar et son équipe envisagent l’utilisation d’enzymes commandées par la lumière et de logiciels de conception de réseaux de protéines. Leur recherche montre que la combinaison de la biologie moléculaire, de la nanotechnologie et de l’électronique pourrait rendre cette technologie utile au quotidien.

L’équipe de Dandekar s’efforce actuellement de combiner encore mieux les puces à ADN en nanocellulose semi-conductrice avec les enzymes de conception qu’elle a mises au point. Les enzymes doivent également être améliorées.

« De cette manière, nous voulons contrôler de mieux en mieux le support de stockage de l’ADN et être en mesure d’y stocker encore plus de choses, tout en réduisant les coûts et en permettant ainsi, petit à petit, une utilisation pratique comme support de stockage dans la vie de tous les jours« .

Au Centre de biotechnologie de l’université, l’équipe de Dandekar développe des puces ADN à base de nanocellulose bactérienne semi-conductrice. Celles-ci pourraient être entièrement recyclables, résistantes aux impulsions électromagnétiques et offrir une densité de stockage élevée.

En synthèse

La technologie des puces ADN représente une étape vers un futur plus durable et plus efficace en termes de stockage des données. Les défis restent nombreux, mais les avancées suggèrent un changement de paradigme à l’horizon.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce qu’une puce ADN ?

Une puce ADN est un dispositif qui utilise les séquences d’ADN pour stocker des données.

Quels sont les avantages de la puce ADN ?

Elle offre une grande densité de stockage et une durabilité exceptionnelle.

Quels sont les défis actuels ?

Le coût de stockage élevé et la vitesse de récupération des données sont les principaux obstacles.

Y a-t-il des alternatives plus durables ?

L’équipe de Dandekar travaille sur des puces à base de nanocellulose qui pourraient être entièrement recyclables.

Quelle est la prochaine étape ?

Améliorer les enzymes et réduire les coûts pour rendre cette technologie plus accessible.

Références : Akash A, Bencurova E, Dandekar T. How to make DNA data storage more applicable. Trends in Biotechnology, 15 août 2023, DOI : 10.1016/j.tibtech.2023.07.006