Des chercheurs de Microsoft et de l'Université de Washington ont mis en œuvre le premier système entièrement automatisé de stockage et de récupération de données dans de l'ADN fabriqué. Cela représente une avancée cruciale pour faire passer cette technologie du laboratoire de recherche aux centres de données commerciaux.
Dans un test de preuve de concept simple, l'équipe a réussi à encoder le mot "hello" dans des fragments d'ADN fabriqué, puis à le convertir de nouveau en données numériques à l'aide d'un système entièrement automatisé, comme décrit dans un nouvel article publié le 21 mars dans Nature Scientific Reports.
L'ADN peut stocker des informations numériques dans un espace bien plus petit que celui utilisé par les centres de données actuels. Cela offre une solution prometteuse pour stocker la quantité croissante de données générées chaque jour, allant des archives commerciales et vidéos mignonnes d'animaux aux scans médicaux et aux images de l'espace.
Microsoft explore des moyens de combler l'écart imminent entre la quantité de données que nous produisons et qui doit être préservée, et notre capacité à les stocker. Cela inclut le développement d'algorithmes et de technologies informatiques moléculaires pour encoder et récupérer des données dans de l'ADN fabriqué, pouvant contenir toutes les informations actuellement stockées dans un centre de données de la taille d'un entrepôt dans un espace de la taille de quelques dés de jeu.
"Notre objectif ultime est de mettre en place un système de production qui, pour l'utilisateur final, ressemble beaucoup à n'importe quel autre service de stockage en nuage - les bits sont envoyés à un centre de données, y sont stockés, et ils apparaissent simplement lorsque le client en a besoin", explique Karin Strauss, chercheuse principale chez Microsoft.
Les informations sont stockées dans des molécules d'ADN synthétique créées en laboratoire, et peuvent être chiffrées avant d'être envoyées au système. Bien que des machines sophistiquées, telles que des synthétiseurs et des séquenceurs, effectuent déjà des parties essentielles du processus, de nombreuses étapes intermédiaires nécessitaient jusqu'à présent du travail manuel en laboratoire de recherche, ce qui ne serait pas viable dans un cadre commercial.
"Vous ne pouvez pas avoir un groupe de personnes courant autour d'un centre de données avec des pipettes - c'est trop sujet aux erreurs humaines, trop coûteux et l'empreinte serait trop grande", déclare Chris Takahashi, chercheur principal à l'École d'informatique et d'ingénierie Paul G. Allen de l'Université de Washington.
Microsoft and UW demonstrate first fully automated DNA data storage
Pour que cette technique soit une solution de stockage commerciale viable, les coûts de la synthèse de l'ADN et du processus de séquençage doivent diminuer. Les tendances évoluent rapidement dans cette direction, selon les chercheurs.
L'automatisation est un autre élément clé de cette équation, car elle permettrait un stockage à grande échelle et le rendrait plus abordable, affirment les chercheurs de Microsoft.
Dans les bonnes conditions, l'ADN peut durer beaucoup plus longtemps que les technologies actuelles de stockage d'archives qui se dégradent en quelques décennies. Certains brins d'ADN ont réussi à persister pendant des dizaines de milliers d'années dans des défenses de mammouth et des os d'humains primitifs, et cela devrait rester pertinent aussi longtemps que les gens seront en vie.
Le système automatisé de stockage de données par ADN utilise un logiciel développé par l'équipe Microsoft et UW, convertissant les uns et les zéros des données numériques en A, T, C et G qui constituent les éléments constitutifs de l'ADN. Ensuite, il utilise un équipement de laboratoire peu coûteux, largement disponible, pour acheminer les liquides et les produits chimiques nécessaires dans un synthétiseur construisant des fragments d'ADN fabriqué et pour les pousser dans un récipient de stockage.
Lorsque le système doit récupérer les informations, il ajoute d'autres produits chimiques pour préparer correctement
les fragments d'ADN, puis utilise un processus automatisé pour extraire les données et les convertir en format numérique.
Cette avancée technologique représente une réponse aux défis croissants liés à la gestion du volume exponentiel de données générées quotidiennement. Cependant, pour que cette méthode soit viable commercialement, des réductions de coûts significatives dans la synthèse de l'ADN et le processus de séquençage sont nécessaires.
Source : https://news.microsoft.com/source/features/innovation/hello-data-dna-storage