Le stockage de données par l'ADN utilise des processus cellulaires naturels pour écrire des données numériques

Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode astucieuse pour stocker des données numériques dans l'ADN sans avoir à synthétiser des séquences d'ADN personnalisées à partir de zéro. Un récent article publié sur le site Nature explique comment ils ont détourné un processus épigénétique naturel appelé méthylation pour "imprimer" des informations sur des brins d'ADN existants.

Habituellement, le stockage de données sur l'ADN implique la conversion de données numériques en séquences de bases nucléotidiques A, C, T et G. Ensuite, par le biais d'un processus appelé "dé-normalisation", l'ADN se transforme en ADN. Ensuite, par un processus appelé synthèse de novo, ces séquences sont créées chimiquement en laboratoire pour former l'ADN contenant les données. Malgré les progrès considérables réalisés dans ce domaine, il s'agit toujours d'un processus lent, coûteux et sujet aux erreurs, ce qui n'est pas vraiment idéal pour l'archivage de données à grande échelle.

L'équipe de l'université de Pékin et d'autres institutions a toutefois contourné ces problèmes en utilisant la méthylation pour réécrire l'ADN naturel. La méthylation est une modification épigénétique que les organismes utilisent généralement pour activer ou désactiver des gènes sans modifier le code génétique proprement dit.

Les chercheurs ont développé 700 fragments d'ADN "de type mobile" uniques qui constituent les éléments de base de leur système de stockage. En assemblant sélectivement des types mobiles spécifiques sur un modèle d'ADN principal, ils ont encodé des données numériques. Une enzyme ajoute ensuite des groupes méthyles à certains endroits, marquant chimiquement l'ADN avec la séquence souhaitée de 1 et de 0.

Lors de leurs expériences, ils ont réussi à stocker et à récupérer des images haute résolution d'un panda et d'un dessin chinois ancien avec une précision allant jusqu'à 97,47 %. Les chercheurs ont atteint un taux d'écriture de données de près de 350 bits par réaction de synthèse d'ADN, plus rapide que la synthèse de novo. La méthode basée sur la méthylation est théoriquement beaucoup moins coûteuse puisqu'elle réutilise des modèles d'ADN existants au lieu d'en créer de nouveaux à partir de zéro.

Bien sûr, ce n'est pas encore aussi rapide ou rentable que le stockage électronique. Néanmoins, cette approche épigénétique du stockage de données sur l'ADN constitue un grand pas en avant vers la gestion de la croissance massive des données numériques à l'aide du propre support de stockage de la nature. Avec d'autres ajustements, les systèmes de stockage de l'ADN utilisant la méthylation pourraient devenir un moyen pratique d'archiver les données du monde entier dans un format de faible puissance, durable et plus abordable que la construction de l'ADN à partir de la base.

Les chercheurs ont déclaré : "Alors que le stockage de données sur l'ADN est sur le point d'être commercialisé, le cadre de l'épi-bit démontre les orientations potentielles du stockage parallèle d'informations moléculaires avec une modularité préfabriquée."