"L'acide désoxyribonucléique : support de stockage ultime de l'humanité ?"

Christian GIRARD · 30 janvier 2013

Une information qui m'a épaté au vue de ses implications :

La quantité d’information que l’humanité produit ne cesse de grandir et sa préservation pour les générations futures devient problématique. Une possible solution explorée depuis quelque temps fait intervenir son stockage avec de l’ADN. Un groupe de chercheurs américains vient d’illustrer tout le potentiel de la méthode en enregistrant un livre entier dans seulement 1 picogramme d’ADN.

Un million de gigabits par centimètre cube d'ADN
Ce volume d’information n’a rien d’extraordinaire en lui-même. Mais la densité de stockage est spectaculaire puisqu’elle est équivalente à 5,5 pétabits ou 1 million de gigabits par centimètre cube. C'est très largement supérieur à celle des disques durs et plus de 10 milliards de fois la densité de stockage d’un CD.

La technique des chercheurs américains ne faisant pas intervenir de l’ADN présent dans des cellules vivantes (il y aurait des risques de mutation altérant l’information enregistrée), et comme l’ADN hors de ces dernières peut se conserver intact des milliers d’années à température normale, il semble probable que les archives du futur de l’humanité seront bel et bien constituées d’ADN. Cela laisse songeur lorsque l’on sait qu’il en est de même pour l’information génétique des espèces vivantes.

Extraits tirés d'ici : http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/ladn-sera-t-il-le-support-de-stockage-ultime-de-lhumanite_40740/

Christian GIRARD · 1 février 2013

L’ouvrage de l’un des auteurs Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves ("Regenesis : Comment la biologie synthétique va réinventer la nature et nous-mêmes") a été enregistré puis lu à l’aide d’une nouvelle technique, sur un support constitué de brins d’ADN.

Le livre lui-même contient 53.426 mots, 11 images et un programme en JavaScript constituant une quantité d’information de 5,37 mégabits. Un millionième de millionième de gramme d’ADN a suffi pour assurer son stockage. Le précédent record avec de l’ADN était de 7,920 bits. On a donc presque multiplié par 1.000 la quantité d’information stockée.

George Church, professeur de génétique à Harvard et au MIT, travaille sur une « machine à évolution », qui cherche à tirer profit du processus de sélection naturelle. Réécrire le génome, appliquer l'algorithme génétique au monde réel, tout cela est-il possible ?

Un récent article du New Scientist fait le point sur ce qui pourrait bien être la prochaine révolution dans le domaine de la biologie synthétique. Il s’agit ni plus ni moins de domestiquer la sélection naturelle. Mais la complexité des organismes vivants est déconcertante pour les ingénieurs des nouvelles sciences comme la biotechnologie. Une des caractéristiques des systèmes vivants est « l’émergence », qui fait apparaître des propriétés nouvelles et inattendues, empêchant de manipuler un système complexe de manière prévisible.

Comme le dit Drew Endy, célèbre évangéliste de la méthode des biobricks : « Les ingénieurs abominent la complexité. Je déteste les propriétés émergentes. J’aime la simplicité. Je ne veux pas que l’avion que je vais prendre demain manifeste des propriétés émergentes pendant son vol ».

Mais la technologie offre une autre option : accepter la complexité, faire comme la nature et laisser l’évolution accélérer les choses. C’est la voie défendue par George Church, professeur de génétique à Harvard et au MIT. Church a déjà fait parler de lui ces derniers temps. En 2007, il faisait dans la revue en ligne The Edge une prophétie folle pour l’époque : « Dans l’année, affirmait-il, les gens pourront consulter leur génome ». Et effectivement, onze mois plus tard, apparaissaient 23andMe et les autres sociétés de génomique personnelle. Il a ensuite créé le projet Personal Genome qui offrait aux volontaires un séquençage complet et gratuit de leur ADN à condition d’accepter de voir ses données rendues publiques. Mais c’est une autre de ses idées, celle d’une « machine à évolution », qui a retenu l’attention du New Scientist.

De fait, la technique de Church n’est pas neuve. Elle s’appelle l’algorithme génétique, et a été inventée par John Holland au cours des années 1960. D’ailleurs, un grand nombre de chercheurs travaillant dans ce qu’on appelle la « vie artificielle » tentent depuis longtemps d’utiliser la sélection darwinienne pour créer des programmes informatiques de plus en plus sophistiqués. Jusqu’ici, ça n’avait pas très bien marché, et surtout, tout cela se déroulait en virtuel : les formes de vie artificielles étaient des programmes, des séquences de codes. Church, au contraire, envisage d’utiliser l’algorithme génétique dans le monde réel.

La perspective debiocarburants plus faciles à produire et moins polluants est le Graal de la biologie synthétique. D’autres bactéries peuvent se révéler précieuses, telle la Shewanella, capable de convertir des métaux toxiques comme l’uranium en une forme insoluble (et donc moins dangereuse) ou les cyanobactériesqui peuvent extraire l’énergie de la lumière grâce à la photosynthèse.

Ces extraits sont tirés de l'article complet à lire ici :

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/genetique-1/d/biologie-synthetique-une-machine-qui-reproduit-levolution_33342/

Melvin (Jean-Claude) · 1 février 2013

- L'informatique utilise un code binaire (0 et 1) pour conserver des informations.

L'ADN utilise un code à 4 lettres.

J'imagine que pour la même information, celle-ci est cryptée avec moins de code dans l'ADN que dans le système binaire ?

- Comment est conservée l'information dans un disque dur, dans une clé usb ? (un gravage sur le disque ?, sur la clé ?)

Chacune des 4 lettres de l'ADN correspond à une molécule.

L'information est donc conservée dans des molécules.

- Un autre intérêt de l'ADN c'est sa propriété à se compacter.

Christophe PELLETIER · 1 février 2013

- L'informatique utilise un code binaire (0 et 1) pour conserver des informations.
L'ADN utilise un code à 4 lettres.

J'imagine que pour la même information, celle-ci est cryptée avec moins de code dans l'ADN que dans le système binaire ?

on dit plutôt "codée" et en gros ça revient à faire une conversion de base 2 en base 4. un octet serait codé sur 4 lettres. si tu veux le détail technique de cette conversion, je peux l'expliquer un peu plus.

- Comment est conservée l'information dans un disque dur, dans une clé usb ? (un gravage sur le disque ?, sur la clé ?)

ça dépend, il y a plusieurs techniques. la technique classique sur disque c'est effectivement du gravage. sur clé usb ou sur certains disques, c'est de la mémoire flash, c'est à dire stockée dans des puces, à l'instar de la mémoire vive, à ceci près qu'elle ne disparaît pas lorsque qu'on coupe l'alimentation.

Jojomagie79 · 1 février 2013

Passionnant ! ça mérite de se pencher dessus , merci pour ce partage !

Christian GIRARD · 1 février 2013

Hello Melvin

Intéressant hein ? "Les archives de l’humanité" nécessitent des outils puissants de conservation de l'information et il est désormais possible d’utiliser de l’ADN pour procéder à ce stockage. Avec les propriétés émergentes qui peuvent s'ensuivre... C'est fascinant !

J'ai parlé de programmation dans le sujet en lien ci-dessous. Il y aura des recoupements entre les possibilités de stockage ADN de l'info et la construction d' "organismes" de type "androïde" :

http://www.virtualmagie.com/ubbthreads/ubbthreads.php/ubb/showflat/Number/271719/Searchpage/1/Main/29355/Words/programm%E9/Search/true/Re_Spectacle_Au_japon_une_chan#Post271719

Sans parler du stocker de l'info sur l'homme lui-même et d'essaimer, de semer, de s'aimer .

Christian GIRARD · 1 février 2013

(Merci TanMai : CLIC ! )

Dorian CAUDAL · 1 février 2013

- Un autre intérêt de l'ADN c'est sa propriété à se compacter.

Oui, et une de ses propriétés fondamentales est aussi sa stabilité, du fait de sa structure si spécifique...

Christophe PELLETIER · 1 février 2013

Oui, et une de ses propriétés fondamentales est aussi sa stabilité, du fait de sa structure si spécifique...

ça c'est intéressant, friboudi. parce que les supports de stockage de données actuels ont des durées de vie trop courtes, on est obligés de trouver des moyens techniques coûteux (redondance, raid, etc..) pour y palier.

tu veux dire qu'une molécule d'adn ne se dégrade pas facilement? comment ça se fait?

Claudemage SALONI · 1 février 2013

Oui, et une de ses propriétés fondamentales est aussi sa stabilité, du fait de sa structure si spécifique...

.....

tu veux dire qu'une molécule d'adn ne se dégrade pas facilement? comment ça se fait?

Ben si elle se reproduit