Des bactéries qui stockent des données dans leur ADN

Comment stocker et répliquer les données de manière peu onéreuse et fiable ? Dans des brins d’ADN de bactéries vivantes, répondent des chercheurs qui ont récemment publié le 12 juillet un article étonnant dans la revue Nature. Etonnant car ils ont tout simplement réussi à encoder puis lire une image Gif dans l’ADN d’une bactérie vivante. Depuis plusieurs années, des grosses entreprises (comme Microsoft) ou des start-up (comme Twist Biosciences ou Haelixia) proposent de coder des données sous formes de brins d’ADN synthétiques, grâce aux progrès très rapides de lecture de l’ADN et fabrication d’ADN synthétique. Les données codées sous formes de bits (0 ou 1) le sont alors selon la configuration des nucléobases : adénine, guanine, thymine et cytosine (A, G, T, C). Les données seraient ainsi stockées beaucoup plus durablement et densément. Microsoft a ainsi stocké 200 mégaoctets de données sous forme de molécules biologiques synthétiques : un clip vidéo, une centaines d’ouvrages, une banque de données de semences….

Une version biologique du piratage de données

C’est une autre prouesse qu’ont réalisé les chercheurs de Harvard. Ceux-ci n’ont pas utilisé des brins synthétiques mais, pour la première fois, des bactéries vivantes. Il s’agissait de bactéries E. coli, les plus couramment utilisées en laboratoire. l'équipe y a stocké un Gif du film d’Eadweard Muybridge "Human and Animal Locomotion". Pour cela, les chercheurs ont converti les pixels de l’animation (36x26 pixels) en un code ADN. La séquence d’informations a été ensuite introduite dans le génome de la bactérie E. coli grâce à un virus et la technique d’édition Crispr-Cas. Quand un virus attaque E. Coli, la bactérie utilise son système de défense pour reproduire une partie de l’ADN de celui-ci et le copier dans son propre génome. Ils ont ainsi ajouté une nouvelle image d’animation chaque jour. Puis ils ont laissé les bactéries se diviser et se multiplier. L’animation Gif stockée dans chaque nouvelle bactérie a ainsi été dupliquée en plusieurs exemplaires !

Enfin, les chercheurs ont séquencé des régions d’ADN issues d’un échantillon de bactéries et ont réussi à extraire le film. La version finale du Gif était fidèle à 90% a la version originale. Une image non animée de main également ainsi encodée était quant à elle totalement fidèle à l'originale.Selon les chercheurs, la technique pourrait permettre de donner la capacité aux cellules vivantes de devenir des sortes d’enregistreurs moléculaires en temps réel de leur environnement, en capturant et agrégeant chronologiquement les événements biologiques.