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Harvard craque le stockage de l’ADN et entasse 700 téraoctets de données dans un seul gramme

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Un bio-ingénieur et généticien du Wyss Institute de Harvard a réussi à stocker 5,5 pétabits de données – environ 700 téraoctets – dans un seul gramme d’ADN, brisant mille fois le précédent record de densité de données ADN.

L’oeuvre, réalisé par George Church et Sri Kosuri, traite essentiellement l’ADN comme un autre périphérique de stockage numérique. Au lieu que les données binaires soient codées sous forme de régions magnétiques sur un plateau de disque dur, des brins d’ADN qui stockent 96 bits sont synthétisés, chacune des bases (TGAC) représentant une valeur binaire (T et G = 1, A et C = 0) .

Pour lire les données stockées dans l’ADN, il suffit de les séquencer – comme si vous séquenciez le génome humain – et de reconvertir chacune des bases TGAC en binaire. Pour faciliter le séquençage, chaque brin d’ADN a un bloc d’adresse de 19 bits au début (les bits rouges dans l’image ci-dessous) – de sorte qu’une cuve entière d’ADN peut être séquencée dans le désordre, puis triée en données utilisables en utilisant le adresses.

Encodage et décodage du stockage des données ADN

Des scientifiques ont été lorgne l’ADN comme support de stockage potentiel depuis longtemps, pour trois très bonnes raisons : c’est incroyablement dense (on peut stocker un bit par base, et une base ne fait que quelques atomes) ; c’est volumétrique (bécher) plutôt que planaire (disque dur); et il est incroyablement stable – là où d’autres supports de stockage à la pointe de la technologie doivent être conservés dans des vides inférieurs à zéro, l’ADN peut survivre pendant des centaines de milliers d’années dans une boîte de votre garage.

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Ce n’est qu’avec les progrès récents de microfluidique et laboratoires sur puce cependant, la synthèse et le séquençage de l’ADN sont devenus une tâche quotidienne. Alors qu’il a fallu des années au premier projet du génome humain pour analyser un seul génome humain (environ 3 milliards de paires de bases d’ADN), l’équipement de laboratoire moderne avec puces microfluidiques peut le faire dans heures. Cela ne veut pas dire que le stockage de l’ADN de Church et Kosuri est rapide, mais il est suffisamment rapide pour un archivage à très long terme.

Pensez-y un instant : un gramme d’ADN peut stocker 700 téraoctets de données. C’est 14 000 disques Blu-ray de 50 gigaoctets… dans une goutte d’ADN qui tiendrait sur le bout de votre petit doigt. Pour stocker le même type de données sur des disques durs – le support de stockage le plus dense utilisé aujourd’hui – vous auriez besoin de 233 disques de 3 To, pesant au total 151 kilos. Dans le cas de Church et Kosuri, ils ont réussi à stocker environ 700 kilo-octets de données dans l’ADN – le dernier livre de Church, en fait – et à en faire 70 milliards d’exemplaires (ce qui, selon eux, en plaisantant, en fait le livre le plus vendu de tous les temps ! ) totalisant 44 pétaoctets de données stockées.

Pour l’avenir, ils prévoient un monde où le stockage biologique nous permettrait d’enregistrer tout et n’importe quoi sans réserve. Aujourd’hui, nous ne rêverions pas de couvrir chaque mètre carré de la Terre avec des caméras et d’enregistrer chaque instant pour toute l’éternité/la postérité humaine – nous n’avons tout simplement pas la capacité de stockage. Il y a une raison pour laquelle les données sauvegardées ne sont généralement conservées que quelques semaines ou mois – il n’est tout simplement pas possible d’avoir des entrepôts remplis de disques durs, qui pourraient tomber en panne à tout moment. Si l’intégralité de la connaissance humaine – chaque livre, chaque mot prononcé et chaque vidéo de chat amusante – peut être stockée dans quelques centaines de kilos d’ADN, cependant… eh bien, il pourrait être possible de tout enregistrer (bonjour, état policier !)

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Il convient également de noter qu’il est possible de stocker des données dans l’ADN de cellules vivantes, mais seulement pour une courte période. Stocker des données dans ta peau serait un moyen fantastique de transférer des données en toute sécurité…

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Document de recherche: DOI : 10.1126/science.1226355

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