Ordinateurs biologiques basés sur l’ADN, bientôt possible

Aussi incroyable que cela puisse paraître, des chercheurs de deux grandes universités aux États-Unis ont réussi à concevoir un système de stockage de données basé sur l’ADN. Ce système parvient même à effectuer des opérations simples comme la réécriture des données et à réaliser des opérations logiques. Sommes-nous déjà à l’ère des ordinateurs basés sur l’ADN ?

Une idée qui a fait du chemin…

Deux universités se sont affiliées pour parvenir à cette prouesse : l’université d’État du Caroline du Nord et l’université John Hopkins. Ils sont parvenus à démontrer qu’il est possible de concevoir une technologie capable de réaliser des traitements de données en utilisant l’ADN comme support plutôt que l’électronique. Il s’agit en principe d’un ordinateur basé sur l’ADN qui parvient à faire du stockage, réécriture des données, récupération…

Pour parvenir à cette prouesse, il a fallu du chemin. Une première tentative remonte en 2012 à l’université d’Harvard où un généticien a réussi le stockage de près de 70 000 milliards de copies d’un livre dans une séquence d’ADN. D’autres chercheurs ont poussé plus loin la réflexion dans les années suivantes, mais un problème demeurait : il était difficile d’y effectuer des opérations basiques par rapport aux supports physiques comme les disques SSD ou une clé USB.

Aussi, il se posait une autre difficulté de taille, celle de la lecture d’un brin d’ADN pour y encoder des données. Seulement, les chercheurs des deux universités cités plus haut y sont parvenus grâce à un nouveau support microscopique.

Des données stockées pendant des milliers d’années

Alors, en quoi consiste ce nouveau support microscopique capable de lire les données sur les brins d’ADN ? Selon l’un des auteurs, Orlin Velev, professeur en génie chimique : « plus précisément, nous avons créé des structures polymères que nous appelons dendricolloïdes . Elles commencent à l’échelle microscopique, mais se ramifient les unes des autres de manière hiérarchique pour créer un réseau de fibres à l’échelle nanométrique ».

Pour cela, les chercheurs utilisent des réactifs d’enzyme qui vont faire circuler un liquide poussant ainsi l’ADN à répondre à une sollicitation de traitement des données. Ils se basent notamment sur des fragments d’ARN communément appelés messagers qui seront chargés de décoder les données et ensuite lues par une séquence d’acides nucléiques. Oui, cela paraît un peu complexe, mais le processus fonctionne ainsi.

Par ce processus, il devient même possible de stocker l’équivalent de 1000 ordinateurs portables dans un brin d’ADN de la taille d’une gomme à crayon, ont expliqué les chercheurs. Un autre constat de la plus haute importance, l’ADN n’est jamais dégradé pendant le processus. Si on prend en compte le parallèle avec les supports physiques que sont les disques durs, leur durée de vie est estimée à quelques années. Par contre, sur l’ADN comme support, la durée de vie selon les chercheurs peut avoisiner 6 000 ans à une température de 4 °C.

Sommes-nous déjà à l’ère des ordinateurs ADN ?

Cette avancée technologique pour stocker et traiter les informations sur un support d’ADN est assez étonnante. Même si ces opérations sont basiques (stockage, réécriture, échange des données, calculs logiques), c’est en réalité ce qu’effectuent les ordinateurs physiques. Les chercheurs ont poussé leur expérience assez loin. Ils ont réussi à faire jouer leur ordinateur biologique à des puzzles d’échecs simplifiés et même à remplir des grilles de sudoku.

Tout ceci est extraordinaire, mais ces travaux ont encore du chemin pour effectuer des traitements de données complexes. L’objectif est de parvenir à un système de traitement biologique capable d’être exploité par les entreprises et les particuliers. Cela va diminuer considérablement la taille de stockage des serveurs et les rendre bien plus efficients.

En somme, il va falloir encore du chemin pour exploiter un tel ordinateur ADN comme nous le faisons au quotidien avec nos PC portables.

Source : https://news.ncsu.edu