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17 Juin, 2024

L’ambre artificiel pour conserver des données à long terme dans de l’ADN

L’ambre artificiel pour conserver des données à long terme dans de l’ADN

L’ambre naturel peut conserver l’ADN d’insectes, de plantes et d’animaux pendant de longues périodes, et les scientifiques ont maintenant créé une version artificielle qui pourrait faire la même chose.

L’ADN est un support de stockage de données beaucoup plus dense que tout ce que l’homme peut concevoir, mais le problème est qu’il est fragile. Les scientifiques ont donc repris une page du livre de la nature et créé de l’ambre artificiel pour protéger les données stockées dans l’ADN à plus long terme.

Comme c’est souvent le cas, nos méthodes de stockage de données ne sont pas à la hauteur de celles que la nature a concoctées. Un seul gramme d’ADN peut contenir jusqu’à 215 pétaoctets (215 millions de Go) de données, ce qui signifie que l’on pourrait stocker tout l’Internet dans une boîte à chaussures. Il n’est donc pas surprenant que les scientifiques se soient penchés sur la manière d’écrire des données sur l’ADN, de les relire et, surtout, de les conserver en toute sécurité pendant qu’elles s’y trouvent.

Aujourd’hui, des scientifiques du MIT ont créé une sorte d’ambre artificiel capable de protéger l’ADN pendant de longues périodes et de restituer facilement ses données en cas de besoin. Le matériau est appelé thermodurcissable, ce qui signifie qu’il est composé de polymères qui deviennent un solide vitreux lorsqu’ils sont chauffés, mais qui peuvent également être dégradés à la demande lorsqu’ils sont exposés à certains produits chimiques.

Le mélange spécifique de monomères utilisé est conçu pour tirer l’ADN en complexes sphériques au centre, avec une couche hydrophobe à l’extérieur. C’est important, car l’humidité peut endommager l’ADN. Le mélange est ensuite chauffé pour le fixer dans un bloc semblable à du verre, l’ADN chargé de données étant conservé à l’intérieur.

Ce diagramme illustre la manière dont l’ambre artificielle fonctionne pour le stockage de données dans de l’ADN

Lorsqu’il s’agit de relire ces données, le matériau est exposé à une molécule appelée cystéamine, qui brise les liaisons qui maintiennent le thermodurcissable ensemble. Une fois qu’il est en petits morceaux, un détergent appelé SDS est ajouté pour séparer l’ADN sans l’endommager. Dans un acronyme inversé classiquement maladroit, ils appellent leur technique Thermoset-REinforced Xeropreservation (T-REX).

Lors de tests, l’équipe du MIT a utilisé avec succès le T-REX pour stocker des séquences d’ADN de différentes longueurs, à des températures allant jusqu’à 75 °C. Les premières séquences testées codaient pour la Proclamation d’émancipation, le logo du MIT, un génome humain entier et, ce qui est tout à fait approprié, le thème musical de Jurassic Park. Lorsque l’ADN a été retiré et séquencé, les chercheurs ont constaté qu’aucune erreur n’avait été introduite.

« La congélation de l’ADN est la première méthode de conservation, mais elle est très coûteuse et n’est pas extensible », a déclaré James Banal, coauteur principal de l’étude. « Je pense que notre nouvelle méthode de conservation sera une technologie qui pourrait conduire à l’avenir du stockage d’informations numériques sur l’ADN ».

Actuellement, il faut quelques heures à T-REX pour écrire des données sur l’ADN et les fixer dans le matériau thermodurcissable, mais l’équipe affirme qu’il serait possible d’accélérer ce processus en l’optimisant. Malgré tout, il est peu probable que cela nous amène à utiliser des disques durs à base d’ADN dans les ordinateurs grand public – l’ambre artificiel pourrait plutôt être une bonne option pour le stockage de données à plus long terme.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c01925#

https://news.mit.edu/2024/scientists-preserve-dna-amber-polymer-0613